MontanaInstruments新型超精细多功能无液氦低温光学恒温器完全摆脱了液氦。完全闭循环的制冷系统只需要少量的氦气即可让系统达到3.2K的低温。系统具有超快降温、超低震动和超高的温度稳定性。全自动化的控制软件，简化了用户的操作流程。 MontanaInstruments品种齐全的低温系列产品以及功能性选件让您的实验具有无限的扩展空间。我们已经将传统的光学恒温器发展成为涵盖光学、电学、磁学、表面科学等多个领域的先进实验设备。 - 温度范围：3.2K-350K（无负载时低可达2.7K） - 超低震动：峰-峰值5nm（RMS<1nm） - 温度稳定性：大波动<10mK - 降温时间：2小时 |  |
Cryostation系列产品列表 （详情点击：https://qd-china.com/zh/pro/detail/3/1912091051098 查看）
| 标准样品腔 CryostationC2 | 中型样品腔FusionF2 | 纳米工作站 NanoscaleWorkstation |
| 高阻尼系统HILAWorkstation | 低温显微镜Cryo-OpticMicroscope | 多功能平台Cryo-OpticX-Plane |
| 低温磁光系统Magneto-Optic | 高精度低温微型MOKENano-MOKE | 低温铁磁共振 CPW-FMR |
应用领域
| 金刚石色心 | 量子计算 | 量子光学 |
| 腔量子电动力学 | 自旋电子学：磁光kerr效应 | 单光子发射器 |
国内部分用户列表（重名为先后购买多台，排名不分先后）
北京大学 | 华中科技大学 |
山西大学 | 山西大学 |
都师大 | 清华大学 |
苏州纳米所 | 中国科学技术大学 |
中国科学技术大学 | 中科院理化所 |
中科院半导体所 | 南京大学 |
中国科学技术大学 | 中国科学技术大学 |
中科院理化所 | 中国科学技术大学 |
南京大学 | 中国科学技术大学 |
上海理工大学 | 南开大学 |
中山大学 | 中国科学技术大学 |
北京大学 | 中科院半导体所 |
中国科学技术大学 | 复旦大学 |
中科院半导体所 | 武汉大学 |
西南交通大学 | 苏州科技学院 |
清华大学 | 中科院半导体所 |
山西大学 | 东南大学 |
中国科学技术大学 | 中国科学院上海高等研究院 |
南开大学 |
■ 无褶皱超平石墨烯的变温拉曼测量
南京大学高力波教授、奚啸翔教授等多个课题组合作，采用质子辅助的CVD方法生长制备出了无褶皱的超平石墨烯。该方法成功解决了传统CVD制备石墨烯过程中由于石墨烯与基质材料强耦合作用而形成的褶皱，这为石墨烯在二维电子器件等领域的应用扫除了一大障碍。文章表明，在质子辅助的CVD制备方法中，质子能够渗透石墨烯，对石墨烯和衬底之间的范德瓦尔斯相互作用进行去耦合，使褶皱完全消失。该方法还可以对传统CVD制备过程中产生的褶皱进行很大程度的去除。此外，通过新方法制备的超平石墨烯材料，不仅具有优异的清洁能力，还在测量中展示了室温量子霍尔效应。研究认为，质子辅助的CVD方法不仅能制备出高质量的石墨烯，并且对制备其他种类的纳米材料具有普适性，为制备高质量的二维材料提供了一种新途径。相关成果发表在Nature。
值得一提的是，文章中对样品进行了高质量的变温Raman测量（南京大学物理学院奚啸翔教授通过Montana Instruments公司生产的Cryostation?系列高性能恒温器与普林斯顿光谱仪联合测量完成。高质量的数据表明了基于Cryostation系列恒温器的变温拉曼具有非常优异且稳定的性能。），清晰的展示了不同制备与处理条件的石墨烯G峰和2D峰随温度变化的峰位移动。揭示了石墨烯与衬底之间相互作用的强弱以及石墨烯受到的应力大小。
目前由Montana Instruments公司与Princeton Instruments联合开发的超精细变温显微拉曼系统——microReveal RAMAN已经正式向销售。该集成式系统实现了变温拉曼的优化测量，省去了自己搭建变温拉曼的繁琐过程。该系统根据不同的应用可以实现4K-350K（500K可选）大温区范围内的拉曼光谱与成像、荧光光谱与成像、吸收光谱、电学测量和光电输运测量等多种功能。
参考文献：
[1] Yuan, G., Lin, D., Wang, Y. et al. Proton-assisted growth of ultra-flat graphene films. Nature 577, 204–208 (2020)
■ 金刚石NV色心研究
金刚石NV色心（Nitrogen-vacancy defect centers） 近年来在科研界被高度关注。NV色心特且稳定的光学特性使其拥有广泛的应用前景。在量子信息领域，NV色心可以作为单光子源用于量子计算。NV色心作为具有量子敏感度的传感设备，还可应用于纳米尺度磁场、电场、温度、压力的探测。在生物学领域，NV色心是的生物标识物，具有光学性能稳定，细胞毒性低的特点。
Montana Instruments开发的低温恒温器专门针对NV色心领域研究需要而进行优化，扫除了科研人员进入NV色心研究领域的障碍。以下是低温(4K)NV色心研究的实验方案举例。
1. 总体NV色心信号收集实验
将磁性样品覆盖在表面具有较多的NV色心的块体金刚石衬底上。这个NV色心表面层通常由离子注入或在金刚石表面合成富氮表面层来实现。通常采用532nm的激光激发NV色心到激发态，并在630-800nm波长范围收集荧光信号。同时利用微波信号激发和探测NV色心的自旋态（ESR）。荧光信号由二维的CCD探测阵列收集成像并与样品相对应。与单个NV色心的研究不同，该实验方案采用大工作距离获得大视野范围的成像，从而实现大面积信号的采集。
CCD与显微镜成像
2. 单个NV色心研究：样品表面的纳米金刚石
纳米金刚石的单个NV色心探测可以通过共聚焦显微技术来实现。实验装置包括三维低温纳米位移台，Z方向可以调整样品到焦平面，XY可以对样品表面进行扫描。Montana Instruments设计方案可以采用高数值孔径物镜对4K的样品中的单个NV色心进行测量。系统的收集效率高、光斑直径小，轻松聚焦单个NV色心。采用532nm激光激发，对630nm-800nm范围的荧光信号进行采集。采用可调的微波信号对NV色心的自旋态进行激发，通过荧光信号的峰值位移来确定其自旋态。为了研究感兴趣的区域，通常将金刚石粉末（20-30nm）均匀的撒在样品表面，然后使用三维纳米位移台来扫描样品并且对特定NV色心进行测量。并且可以通过单个NV色心实现在较大温度范围内对样品的性质进行观测。
扫描共聚焦显微镜
Tokura课题组成功的运用此技术研究了FeGe样品中的磁涡旋结构。实验细节请参考：
Using NV-Center Optically Detected Magnetic Resonance (ODMR) as a Probe for Local Magnetic Dynamics in Transition Metals
3. 扫描探针量子探测器(例如，扫描磁力显微镜)
我们将一个NV色心固定在扫描探针显微镜的探针末端。可以通过在针尖上“粘贴”纳米金刚石，或采用纳米压印与O2刻蚀技术将块体金刚石加工成再用N-14注入来实现NV色心，现在甚至已经有商业化的针尖。采用共聚焦显微镜将激发光聚焦在扫描探针的NV色心上。样品可以通过低温纳米位移台进行扫描。这样便实现了对样品表面的纳米精度大范围成像测量。该技术理论上可以对多种与NV色心荧光相关的特性进行高精度显微学测量。
扫描探针显微镜
Jayich课题组 (UCSB)运用这一技术在BaFe2(As0.7P0.3)2 超导材料的转变温度附近（30K）成功观测到了vortices。这一技术在研究材料低温下的新奇性质方面前景广阔。更多细节请参考：
Scanned probe imaging of nanoscale magnetism at cryogenic temperatures with a single-spin quantum sensor.
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