近年來，隨著量子傳感 (ODMR)、二維材料磁體和斯格明子等突破性技術和材料的廣泛應用，對閉環低溫恒溫器在振動穩定性、納米橫向分辨率和可變磁場方面的要求越來越高。為此，德國attocube公司研發并推出了閉式循環超低振動低溫恒溫器 attoDRY2200。該系統配備專有的減振系統、可供選擇的矢量磁體以及自動化、用戶友好化的可變溫度控制，是先進掃描探針顯微測量的優質選擇。
attoDRY2200提供從室溫300K到極低溫度1.65K的全自動冷卻，也可以達到介于室溫和低溫之間的其他溫度。整個系統的初始冷卻時間約為15-20小時，而樣品交換期間的周轉時間約為5-8小時。此外，該系統還配有自動磁場控制，使超導矢量磁體在整個溫度范圍內都能輕松獲得最大磁場。設備全新的集成觸摸屏可以方便地設置所需的磁場 (B) 和溫度 (T)，無需使用額外電腦。
圖1. 用于超靈敏掃描探針顯微測量的頂部進樣超低振動低溫恒溫器attoDRY2200。
通過多功能應用程序編程接口，attoDRY2200可以輕松實現更精細的測量方案，例如磁場和溫度的可編程掃描。 頂部裝載設計可實現快速、輕松的樣品更換，同時提供直徑 49.7 毫米的寬敞樣品空間。
閉式循環低溫恒溫器 attoDRY2200采用特殊的超低振動測量平臺，可用于低溫掃描探針實驗，無需使用任何液氦。此外，該系統還配備了附加的阻尼系統，可以非常有效地將脈沖管冷頭產生的機械振動與樣品空間解耦。Attocube公司通過大量的實驗證明，其掃描探針顯微鏡在attoDRY2200中的橫向穩定性非常高（參見圖2）。這使得在attoDRY2200內進行低溫原子力顯微鏡測量時，橫向分辨率與之前在基于液氦的變溫磁體低溫恒溫器中測得的結果相匹配，甚至更優。attoDRY2200 為二維材料、疇壁、多鐵性或納米結構超導樣品等熱門科研課題的超靈敏掃描探針顯微測量鋪平了道路。
attoDRY2200部分測試結果
轉角雙層石墨烯 (tBLG) 的高分辨率莫爾圖案
為了對 attoDRY2200 的性能進行基準測試，廠家對轉角雙層石墨烯 (tBLG) 進行了導電探針AFM (ct-AFM) 測量。在圖2的樣品中，兩個石墨烯材料扭轉 0.8° 的角度，產生 18 nm的莫爾超晶格常數。測量結果清楚地顯示了這種莫爾超晶格的橫向分辨率至少為兩個超晶格節點之間距離的一半，即在本案例中為 9 nm。
圖2：轉角雙層石墨烯 (tBLG) 的高分辨率莫爾圖案。
振動噪音與液氦低溫恒溫器相當
圖3為attoDRY2200振動噪音與液氦低溫恒溫器的對比，結果表明前者優于后者。 tBLG的ct-AFM 圖像在液體環境中甚至噪聲更大，這證實了 attoDRY2200 具有出色的減振性能。該測試中的樣品由Jia Cheng Zhu 和 Kin Fai Mak（美國康奈爾大學）提供，attoLIQUID2000 低溫恒溫器由Istvan Kezsmarki（德國奧格斯堡大學）提供。
圖3. attoDRY2200振動水平與液氦低溫恒溫器相當
1.8 K 至 300 K 的超靈敏測量（hBN/石墨烯）
attoDRY2200 是一款可變溫度低溫恒溫器，在所有溫度下均可提供最大磁場。此外，它還具有在整個溫度范圍內超低振動的特點。其中一個例子是70 K下hBN/石墨烯雙層異質結的ct-AFM 掃描（圖4）。從圖4中可以看到超晶格常數為15 nm的高分辨率莫爾圖案，橫向分辨率至少為 7.5 nm。
圖4. attoDRY2200在70K溫度超靈敏測量hBN/石墨烯異質結
超靈敏量子傳感
氮空位磁力測定 (NVM) 是一種磁成像技術，通過雜散磁場的光學檢測提供終丶極磁場靈敏度。NV傳感器是單個原子大小的磁偶極子，因此具有非常高高的傳感潛力，但實際上，這種潛力只能在非常穩定的環境中才能發揮。attoDRY2200 是一款提供超低振動環境的干式低溫恒溫器，這對于低溫 NVM (LT-NVM) 來說至關重要。
圖5演示了attoDRY2200 在超靈敏量子傳感方面的性能。圖中展示了溫度2.8K時 Ir/Fe/Co/Pt 多層磁域的高光譜 NVM 圖像（樣本由新加坡 A*STAR 的 Anjan Soumyanarayanan 教授提供），測量中使用了QZabre公司的商業 NV色心探針。值得注意的是，該測量是在低溫下進行 LT-NVM 測量，其中使用了將微波天線集成在同一芯片載體中的 NV色心探針，為超靈敏低溫量子傳感提供了特殊的緊湊性和用戶友好性。
圖5. attoDRY2200在70K溫度超靈敏測量hBN/石墨烯異質結
attoDRY2200主要技術特點：
? 超低振動、基于脈沖管的閉環低溫恒溫器，專為掃描探針顯微鏡應用而設計
? 磁場范圍：0...9T ( 可選12T，9T-3T，9T-1T-1T矢量磁體等)
? 寬溫度范圍（1.8 K…300 K）
? 通過 eNSPIRE 電子設備進行自動化控制，實時繪圖，多功能接口
? 可選顯微鏡：AFM/CFM(NV色心研究），AFM（接觸式與非接觸式）, CFM
? 樣品定位范圍：5×5×4.8 mm3
? 掃描范圍: 50 μm ×50 μm@300 K, 30 μm ×30 μm@4 K
? 商業化探針
? 可集成升級 MFM，PFM, ct-AFM, cryoRAMAN, atto3DR等功能
圖6：低振動無液氦磁體與恒溫器—attoDRY系列，超低振動是提供高分辨率與長時間穩定光譜的關鍵因素。
相關產品
1、低震動無液氦磁體與恒溫器-attoDRY：http://www.dongsenyule.com/product/2020022116.shtml
