基于近5开尔文无液氦脉冲管制冷机的扫描探针显微镜的研制
材料科学
2022-04-29 v1 强关联电子
超导电性
摘要
我们报道了一种基于无液氦脉冲管制冷机（PTR）的扫描探针显微镜（SPM）系统的设计与性能，其可在近5 K的基准温度下工作。我们通过将PTR冷头与SPM头之间的自制接口设计与自动气体处理系统相结合来实现这一目标。该接口设计通过聚四氟乙烯与不锈钢波纹管的组合隔离PTR振动，并将SPM头置于被动隔振台上，通过两个冷级经铜热链接连接到热辐射屏蔽层。气体处理系统调节氦热交换气体压力，既便于降温至基准温度，也便于维持该温度。我们利用测得的振动、电流噪声、温度与压力数据讨论了各组件的影响。我们通过Pb的超导能隙谱测量、Au(111)表面的原子分辨率扫描隧道显微镜图像与准粒子干涉图样，以及NaCl(100)表面的非接触原子力显微镜图像，证明我们的SPM系统性能可与已知的液氦基系统相媲美。由于无需补充液氦，当前SPM系统可实现不间断低温测量。
引用
@article{arxiv.2204.01195,
title = {Development of a near-5-Kelvin, cryogen-free, pulse-tube refrigerator-based scanning probe microscope},
author = {Jun Kasai and Tomoki Koyama and Munenori Yokota and Katsuya Iwaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.01195},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 13 figures, accepted for publication in Rev. Sci. Instrum