在量子材料與量子效應的研究中，無損的光譜學測量已經變得尤為重要。而在低溫等極端條件下的原位顯微光學測量是近十年來逐漸發展成熟的測量方法。近幾年中大量重要的科研工作中都有低溫光學測量的內容。Montana Instruments 生產的超精細多功能無液氦低溫光學系統以其卓越的性能廣受低溫光學領域科學家的好評。超過千套設備分布在世界各地的重要高校和科研院所，并助力用戶做出了大量的科研成果。近期，超精細多功能無液氦低溫光學系統用戶的工作中又有兩項問鼎了高水平學術雜志-Nature。
1. 正方晶格銥酸鹽中的量子自旋向列相研究
自旋向列是經典液晶概念的磁性類似物，是物質的第四種狀態，同時表現出液體和固體的特征。特別是在價鍵自旋向列中，自旋具有量子糾纏效應，可以形成多極序而不破壞時間反演對稱性，但目前為止，還難以在實驗室進行透徹的研究。
韓國浦項科技大學與浦項基礎科學研究所的Hoon Kim, Jin-Kwang Kim, B. J. Kim等研究者利用變溫拉曼光譜、磁光克爾測量和共振非彈性X射線散射等多種技術對Sr2IrO4進行測量，在正方格子銥酸鍶 (Sr2IrO4) 中發現了自旋向列相和四極序，并利用共振X射線衍射技術確定了四極序的空間結構和對稱性。其結果發表在Nature上（Quantum spin nematic phase in a square- lattice iridate）。
本文中基于超精細多功能無液氦低溫光學系統進行了大溫區范圍的變溫拉曼測量。在冷卻時，從拉曼光譜中獲得了靜態自旋四極磁化率的發散，以及伴隨出現了與旋轉對稱自發破缺有關的集體模式。這標志著在Tc≈263K時向自旋向列相的轉變，并且在Tn≈230K以下的反鐵磁相中四極序持續存在。
圖：變溫拉曼測量表明自旋向列相的相變。
這一研究表明了在Mott絕緣相中存在自旋向列相等多重序，為我們提供了關于材料中隱藏序的新見解。研究還表明有可能通過電荷四極干涉來檢測四極序。本篇研究的結果為探索具有強自旋軌道耦合的過渡金屬氧化物等競爭相互作用材料中自旋向列相的產生提供了直接證據。揭示了人們普遍認為與高溫超導機制密切相關的Néel反鐵磁體的量子序。因此，這篇文章對于凝聚態物理領域的研究具有重要的推動作用。
2.量子點-單光子超輻射研究
量子光源發射器的亮度最終由費米黃金法則來決定，其輻射率與其振蕩器強度乘以光子態的局部密度成正比。由于振蕩器強度取決于固有的材料特性，因此對高發射率的追求依賴于使用電介質或等離子體諧振器來提高光子態的局部密度。相比之下，利用超輻射的集體行為來提高振蕩器強度從而提高發射率這一途徑研究還較少。最近，有人提出使用其巨振子強度躍遷可以使量子阱中的弱約束激子的相干運動延伸到許多晶胞上，從而明顯提高振蕩器的強度。
圖：載流子壽命的溫度依賴特性
瑞士蘇黎世聯邦理工學院Chenglian Zhu，Maksym V. Kovalenko & Gabriele Rainò等，在Nature上發文（Single-photon superradiance in individual caesium lead halide quantum dots），報道了單個銫鉛鹵化物量子點的單光子超輻射，在鈣鈦礦量子點中的單光子超輻射，輻射衰減時間低于100皮秒，幾乎與報道的激子相干時間一樣短。本篇工作中作者利用超精細多功能無液氦低溫光學系統進行了系統的單量子點光譜測量。輻射率對量子點的大小、組成和溫度的特性依賴性測量表明，系統形成了巨大的過渡偶極子，并且通過有效質量計算對測量結果進行了證實。
本篇研究結果有助于開發超亮相干量子光源。本研究還證明了單光子發射的量子效應在比激子玻爾半徑大十倍的納米顆粒中持續存在。
超精細多功能無液氦低溫光學系統
超精細多功能無液氦低溫光學系統以超低振動和超高的溫度穩定性被廣泛應用于多種高精度的變溫光譜和顯微成像實驗中。Montana Instruments推出的新一代超精細多功能無液氦低溫光學系統——CryoAdvance，是基于模塊化設計架構的新一代標準化產品。該系統采用特殊減振技術和溫度穩定技術，在不犧牲任何便捷性的同時，為實驗提供超高溫度穩定性和超低振動環境。CryoAdvance系列產品具有多種型號、配置、選件與配件可選，能夠滿足每個研究人員的個性化需求。除了標準系統之外也可為用戶提供整體光學測量系統的解決方案。
CryoAdvance技術特點：
? 自動控制：智能觸摸屏，“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。
? 最低溫度：3.2K
? 振動穩定性：<5 nm（峰-峰值）
? 降溫時間： 300K-4.2K~2小時
? 樣品腔空間：Φ53 mm ×100 mm
? 光學通道：多個光學窗口，近工作距離、集成物鏡、光纖引入等多種配置可選。
Montana超精細多功能無液氦低溫光學系統
相關產品
1. 超精細多功能無液氦低溫光學系統http://www.dongsenyule.com/product/20160315757.shtml
