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德國Attocube 磁共振顯微鏡/低溫強磁場磁共振顯微鏡attoCSFM
光學探測磁共振（Optically detected Magnetic Resonance，簡 稱ODMR）作為一種磁學成像技術，經過數十年的發展，具備了能夠分辨單個電子與原子核自旋磁性的高靈敏度與空間分辨率可達幾個納米的特點，成為了一種* 前沿的實驗技術。不止于此，相比已有的樣品磁學性質測量方法例如透射X射線光譜與磁力原子力顯鏡，ODMR還具有對樣品磁性無擾動與定性測量磁學性質等特 點。德國attocube公司為ODMR提供了一個理想平臺: attoCSFM系統**集成了由完全無磁性材料制備的高數值孔徑（NA）共聚焦顯微鏡與原子力顯微鏡來滿足ODMR實驗的需求。從應用來說，attoCSFM是研究下一代高密度磁存儲器**選擇，也是發展和研究自旋電子學、量子技術新應用的新手段，它的出現解決了納米尺度磁成像這一基本問題，在材料科學、超導科學、生物科學研究方面有著廣泛應用。 |
工作原理簡介
光學探測磁共振需結合使用共聚焦光學顯微鏡與原子力顯微鏡(AFM)，是一種基于電子自旋共振（Electron-spin resonance， ESR）的測量技術。 光學探測磁共振原理如下：首先，一個具有氮空位（NV色心）的金剛石納米晶粒被安裝在AFM懸臂上，共聚焦顯微鏡可以檢測NV色心受自旋影響的光致發光譜（參見左圖原理示意圖）。當處于磁場中時，NV色心能級會發生塞曼分裂（Zeeman Splitting）。音叉式AFM針尖通常以非接觸模式工作，并且保持音叉式AFM針尖和樣品之間的距離恒定。NV色心在樣品產生的磁場下會發生能級塞曼分裂，此時，如果用微波照射NV色心，一旦微波的頻率和NV色心的分裂能級能量差一致（ESR發生），attoCSFM會觀察到NV色心的熒光強度有很大下降。通過監測NV色心熒光強度，并利用鎖相技術控制微波頻率，使得其隨針尖移動時始終處于ESR狀態，attoCSFM記錄下針尖位置與相應的ESR頻率。通過分析不同位置ESR頻率，樣品磁學性質可以被定性的分析。 |
技術參數與特點
+高穩定性與低漂移（在大氣環境中：<10nm> +適用不同環境，從大氣到真空 +鏡頭NA=0.95，收光效率高，工作距離 WD=0.3mm +極高自由度（AFM探針、樣品粗位移與精細掃描器、高NA鏡頭） +樣品粗位移范圍：15×15×15mm3; 樣品精細位移：20×20×7mm3 +AFM探頭粗位移范圍：15×15×15mm3; 樣品精細位移：20×20×7mm3 +高NA鏡頭移動范圍：在Z方向上可移動15mm +可升級至低溫強磁場磁共振顯微鏡 +光學測量可選透射式與反射式 |
低溫強磁場磁共振顯微鏡
組成部分（詳細技術參數見下方attoCSFM英文產品手冊中specifications）： 1. 低溫與高真空引線 2. 真空光學窗口 3. 插桿 4. 超導磁體（可選） 5. 液氦杜瓦瓶 6．低溫物鏡 7. 音叉式AFM探針（Akiyama Probe） 8. 兩套粗位移與精細掃描系統（分別為AFM與樣品移動） 9. 鈦制外殼 |
應用案例
下圖為attoCSFM系統測量磁存儲介質的結果（詳見“Nature Nanotechnology 2012， 7， 320-324.”） 。左圖中NV色心與樣品表面距離為70nm左右，結果表明觀測到的磁存儲介質中存在約170nm與65nm的兩種磁比特（magnetic bits，見白色虛線）分布。右圖中NV色心與樣品表面距離為30nm左右，結果表明該處磁比特的尺寸大約在38nm。
部分用戶列表（排名不分先后）
attocube公司產品以其穩定的性能、極高的精度和良好的用戶體驗得到了國內外眾多科學家的認可和肯定，在全球范圍內有超過了130多位低溫強磁場顯微鏡用戶。attocube公司的產品在國內也得到了低溫、超導、真空等研究領域**科學家和研究組的歡迎......
北京大學 | 清華大學 |
中國科技大學 | 南京大學 |
中科院物理所 | 中科院半導體所 |
中科院武漢數學物理所 | 上海同步輻射中心 |
中科院上海應用技術物理研究所 | 北京理工大學 |
復旦大學 | 哈爾濱工業大學 |
中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所…… | |
