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      無液氦低溫光學恒溫器,又雙叒發頂刊!完成懸空 Cr2Ge2Te6異質結居里溫度的納米機械探測和應力調控重要數據測量

      教育裝備采購網 2022-07-28 11:54 圍觀0次

        具有較大磁致伸縮系數的二維材料是實現自旋電子器件和納米磁學器件中應變調節磁性的理想體系。因此研究二維材料中應變與磁性的耦合是至關重要的。日前,代爾夫特理工大學(荷蘭)、北京大學和瓦倫西亞大學(西班牙)的研究者們在這一研究領域取得了重大進步。在該項研究中,研究者們采用了懸浮的Cr2Ge2Te6(CGT)薄膜層及其異質結構和鐵磁納米機械膜諧振器。通過納米機械共振探測手段研究了薄膜和異質結的磁性變化與薄膜應變之間的關系。此外作者還展示了通過靜電力成功對異質結的居里溫度進行了有效調控。該工作于2022年6月發表在nature子刊npj 2D Materials and Applications上,文章題目為《Nanomechanical probing and strain tuning of the Curie temperature in suspended Cr2Ge2Te6-based heterostructures》。

        該工作中的主要探測手段為在不同溫度下通過激光干涉的方式探測CGT薄膜和異質結的共振頻率來測量并研究樣品的居里溫度以及與應變的關系。該測量對于光學恒溫器的溫度穩定性、變溫特性、振動穩定性、窗口的工作距離要求都非常高。該工作中用戶使用了Montana Instruments 公司生產的低溫光學恒溫器完成了本文中的重要測量工作

      無液氦低溫光學恒溫器,又雙叒發頂刊!完成懸空 Cr2Ge2Te6異質結居里溫度的納米機械探測和應力調控重要數據測量

      圖:用激光干涉法表征CGT膜;a)光路示意圖,樣品置于Montana恒溫器內;b) 4K溫度下樣品的共振峰測量值和理論擬合值;c)不同溫度下樣品共振峰的變化與晶格常數的變化。

        除了研究CGT薄膜樣品外,作者還研究了CGT/WSe2異質結。研究結果表明樣品距離溫度與共振測量中共振頻率有很好的對應關系。這給二維材料磁性探測提供了一個有效的手段。作者制備了CGT/FePS3異質結,該樣品在不同溫度下具有順磁/順磁、反鐵磁/順磁和反鐵磁/鐵磁的多種磁性結構組合。通過共振測量表明,在不同磁性相變時共振頻率都出現了明顯的變化,再次證明了采用納米機械共振探測手段可以準確的反映樣品磁性的變化。

      無液氦低溫光學恒溫器,又雙叒發頂刊!完成懸空 Cr2Ge2Te6異質結居里溫度的納米機械探測和應力調控重要數據測量

      圖:半徑r = 2.5 μm的CGT/FePS3(19.8±0.2 nm/18.0±0.1 nm)異質結構膜的力學性能;a) 上:懸浮異質結構膜的橫截面示意圖,下:CGT/FePS3異質結的光學圖像;b) 共振頻率與溫度的關系,藍色:實驗測量結果,綠色:理論值與誤差范圍;c) 損耗因數Q-1與溫度的關系。

        作者采用施加柵壓,利用異質結與Si襯底之間的靜電力實現了對CGT/WSe2異質結居里溫度的調控。并通過共振測量的方式研究了居里溫度與柵極電壓之間的關系。

      無液氦低溫光學恒溫器,又雙叒發頂刊!完成懸空 Cr2Ge2Te6異質結居里溫度的納米機械探測和應力調控重要數據測量

      圖:利用納米機械共振測量手段對柵壓調控的CGT/WSe2異質結居里溫度進行了測量。

        該工作證明了柵極靜電力應變可以提高CGT薄膜的居里溫度,證明了利用應變可以控制這些鐵磁異質結構的磁序。該研究展示了一種新的磁性表征手段,在該領域中未來的研究將有可能開發出具有門電壓磁驅動的薄膜器件,在低功率自旋電子器件方面具有廣闊的應用前景。

        Montana超精細多功能無液氦低溫光學恒溫器

        全球知名光學恒溫器制造商Montana Instruments多年來為低溫光學、量子信息等領域提供性能卓越的光學恒溫器而廣受好評。作為低溫光學恒溫器的旗艦產品,Montana Instruments近推出了全新型號CryoAdvance系列。該系列的目標是助力科技工作者在先進材料和量子信息領域研究研究方面更進一步。

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        CryoAdvance 50新特色

        ?自動控制:全新智能觸摸屏系統,“一鍵式操作”,實時顯示溫度、穩定性、真空度等多種指標。

        ?模塊化設計:多種配置可選,快速滿足各種實驗需求,后續升級簡單。

        ?多通道設計:基本配置已包含光學窗口+直流電學+高頻電學通道。

        ?穩定性設計:新設計在變溫和振動穩定性上進一步優化。

        CryoAdvance 50主要參數

        ?最低溫度:3.2K

        ?震動穩定性:<5 nm(峰-峰值)

        ?降溫時間: 300K-4.2K ~2小時

        ?樣品腔空間:Φ53 mm ×100 mm

        ?光學窗口:5個光學窗口,可選光纖引入

        ?水平光路高度:140 mm

        ?窗口材料:多種材質可選

        ? 基本電學通道:20條直流通道。

        ? 接口面板:雙RF接口+25DC接口

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