attoDRY Lab无液氦低温强磁场扫描探针显微镜

样品台移动范围：5mmx5mmx5mm

样品尺寸：选件不同，样品尺寸也不同

定位检测噪声：0.12nmRMS

参数与技术特点：

无液氦，闭路可循环系统

独特设计，超低震动（0.12 nm RMS）

温度范围：1.5 K...300 K 或 4 K...300 K

磁场强度：最高可达15T 

多功能测量平台：AFM/MFM/ct-AFM/PRFM/CFM/RAMAN 

超高温度稳定性

全自动控制，触摸屏控制 

快速冷却：1-2小时样品冷却 

参考招标参数：中国科学院2018年仪器设备部门集中采购项目（第一批）

招标编号：OITC-G180260376-1

品目1 扫描霍尔探针显微镜

1.  主要用途

主要进行微纳尺度上极弱磁信号的分析检测，高精度地探测不同空间尺度磁化强度、磁化率、磁滞等物理量的空间分布，对磁场、电场、光激发下低维磁性材料微纳区域磁结构的演变进行表征。对磁涡旋态、单一畴壁等进行探测和操纵；对复杂氧化物界面的量子磁性以及微纳区域相分离等进行表征等

2.  工作环境与条件

2.1 仪器电源： 380V 220 V AC (±10%), 50 Hz。

2.2 工作环境要求：温度为-10 °C～40°C；相对湿度为90％。

2.3 仪器应满足国家关于电磁兼容认证的系列标准。

2.4 仪器应具有防止外界震动干扰的功能。

3.  技术规格

3.1低温强磁场平台

#3.1.1 配备闭循环无液氦低温恒温器，孔径不小于2”，操作过程无需液氦。

3.12   配有压缩机和氦气制冷循环管路(12米), 全自动进行气体循环交换。

*3.1.3本底温度1.8K，变温范围1.8 K-300 K，最大磁场强度9 T。

3.1.4  配有温度传感器（工作在1.8K和磁场下）。

#3.1.5配有震动隔离测量插杆（2” OD），样品空间大于45mm (ID)。

3.1.6  超导磁体具有自我保护功能，磁场均匀性0.1%（直径10mm DSV）。

3.1.7  磁体电源具有液晶显示屏，可自动变化磁场；自带USB、网线和GPIB接口，兼容Labview驱动。

#3.1.8采用隔绝震动设计，振幅不大于0.15nm RMS（垂直方向），适合于低振动扫描探针显微镜实验。

#3.1.9 室温到<5K冷却时间：小于5小时。

3.2扫描霍尔探针显微镜

3.2.1提供长度合适的显微镜插杆，插杆可在低温与强磁场环境下使用，插杆具有电学接线，插杆外置样品位置观测CCD相机。

3.2.2配有快速更换样品架（8个电学接线口）以及电场作用下测量用样品托，并集成有样品加热器和温度传感器，升降温过程软件可控。

3.2.3提供扫描霍尔显微镜探测头与换探针台。包括2个高分辨率霍尔探针探头，传感器区域不大于400 nm x 400 nm。兼容强磁场和低温环境，工作温度从1.8K-300K，工作磁场为0-9T。

#3.2.4 扫描成像空间分辨率：500 nm

*3.2.5磁场探测极限：20µT@4K

3.2.6 Z方向比特分辨率（4K，全扫描范围）优于60 pm。

#3.2.7样品扫描范围不小于：50mmX50mmX20mm @ 300K；30mmX30mmX15mm @ 4K。

#3.2.8同一位移器必须具备粗位移和精细位移功能：粗位移范围在XYZ三个方向分别不小于4 mm x 4 mm x 4 mm @ 4 K，最小步长可达到50nm。

3.2.9提供开环位移器与扫描台的相应控制器，并且可升级为闭环模式的位移器。

3.2.10配有控制机柜：多通道供电。

#3.2.11配有软件系统，对所有电子单元进行自动控制和后期数据处理，且自带27”显示器。

3.2.12显微镜主体部分采用模块化设计，具有开放性和兼容性，兼容极端工作条件。

3.3 扫描显微镜控制器

3.3.1锁相系统：全数字锁相，自带锁定解调器和两个PI控制回路（振幅和共振频率偏移）

3.3.2数字/模拟信号转换器：6个ADC输入（400 kS/s, 18 bit）；2个高频ADC输入（50 MS/s, 16 bit）；4个DAC输出（200 kS/s, 16 bit）。集成样品重采样、漂移补偿、模拟调制输入功能。

3.3.3 Q因子控制功能：对探针自身的Q因子进行调制（调节典型值为+/-一个数量级）。

3.3.4 Z方向控制：数字化PI（带宽50kHz），18位DAC（1um扫描范围下为4pm分辨率）；允许选择任何通道作为控制输入信号，设定值调制用于PI精细调节。可对反馈增益和输出极性进行反向调节。

3.3.5 在扫描中具有视野范围的硬件旋转，通过硬件补偿样品的斜率和漂移。

3.3.6 集成软件控制系统，配有虚拟界面。

#3.3.7兼容多种工作模式：SHPM、AFM（接触、振幅调制、频率调制、PLL）、导电AFM、压电力显微镜PFM，开尔文探测力显微镜KPFM、MFM（恒高、双通道）、STM（恒高、恒流），PLL: 全数字相配锁定，高速锁定解调器，配有两个PI控制回路Q因子控制。

4.  辅助设备

4.1水冷系统:  提供一体式循环水冷机，外接实验室循环水系统。

4.2 工作要求：连续工作。

4.3 控温精度：优于±2℃。

4.4 供水流量：满足发生器要求。

4.5 水的温度：可调，保证主机正常运转。

4.6 具有过热保护系统。

品目2 低温强磁场开尔文探测力显微镜

1.  主要用途

主要实现对磁关联结构极弱电信号的测量。探测低温强磁场下电极化强度、电畴、电荷密度、表面功函等物理量的空间分布，探测不同空间尺度界面电荷转移、电性不均匀和相分离等的分布及随温度磁场的演化。与磁状态信号相结合，立体地给出磁、电相互渗透、相互影响的过程。

2.  工作环境与条件

2.1 仪器电源： 380V 220 V AC (±10%), 50 Hz。

2.2 工作环境要求：温度为-10 °C～40°C；相对湿度为90％。

2.3 仪器应满足国家关于电磁兼容认证的系列标准。

2.4 仪器应具有防止外界震动干扰的功能。

3.  技术规格

3.1低温强磁场开尔文探测力显微镜

3.1.1钛制显微镜插杆；兼容9T强磁场和1.8K低温环境，扫描头基于微悬臂设计，采用干涉式探测模式，配有免调试微悬臂探针架；

#3.1.2工作模式主要为开尔文探测力KPFM模式，同时须兼容其他更多模式，如PFM、MFM、c-AFM等。优先考虑配置有更多其他模式的投标。

*3.1.3采用隔绝震动设计，系统的z方向RMS噪音（工作在无液氦磁体时，接触模式，4K，5.12ms积分时间，反馈打开）：0.15nm；

#3.1.4探测电信号噪音<2mV RMS@4K.

#3.1.5扫描成像空间分辨率：60 nm

3.1.6 Z方向比特分辨率（4K）：60pm；z偏转噪音密度：<3 pm/√Hz。

3.1.7配有钛材料位移器（兼容极低温1.8 K和强磁场9T使用环境），位移器必须采用滑黏式，保证在低温下纳米步进和厘米级位移范围；当达到一定位置后，驱动电压必须为零，但位移器位置保持不变，消除电噪音影响；必须能实现在XY方向上的正交位移。

#3.1.8同一位移器具备粗位移和精细位移功能：粗位移范围XYZ三个方向不小于4 mm x 4 mm x 4 mm @ 4 K，最小步长达到50nm。

#3.1.9配有钛材料扫描器；XYZ三方向扫描范围不小于：50 μm x 50 μm x 20 μm @ 300 K, 30 μm x 30 μm x 15 μm @ 4 K。

3.1.10配有快速更换样品架，并集成有样品加热器和温度传感器，可快速升降温，升降温过程软件可控。配有专用PCB样品架。

3.1.11提供不同模式用接触式和非接触式悬臂探针共10个。

3.1.12配有激光探测器模块（1310nm，DFB激光，InGaAs二极管探测，50/50耦合器），用于干涉式微悬臂探测系统。

3.1.13配备的显微镜插件适应于低温恒温器和强磁场环境，包括：真空放置管、分离面板、室温安装与调试台、Ti材质显微镜放置架。

3.1.14配有专用软件处理系统，对所有电子单元进行自动控制和后期数据处理。

3.1.15插杆外置样品位置观测CCD相机。

3.1.16显微镜主体部分采用模块化设计，具有开放性和兼容性，兼容极端工作条件。