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成果名称 ---【 4.2K扫描隧道显微镜 】

详细信息】
成果简介 本课题来源自国家自然科学基金,主要内容是设计并研制一台能在液氦温度和强磁场下工作的扫描隧道显微镜(STM),以适应高温超导及低温物理研究的需要。低温STM是STM家族中的一个重要而特殊的成员,是研究凝聚态物质低温下表面的直至原子分辨的结构和电子态密度的有利工具。低温STM又是STM研制中的一大难题,低温给STM的结构和力学设计带来很多困难。当时还没有可靠的商品低温STM;近年来虽然有了商品的低温STM,价格十分昂贵且性能上仍存在重要局限,如德国Omicron公司的低温STM单价为50万美元左右,仍不能在磁场下工作。这台低温STM于1997年7月2日通过技术鉴定,以唐孝威院士为主任的鉴定委员会对这一成果给予充分肯定,认为"中国科学院物理研究所及凝聚态中心超导国家重点实验室设计研制的我国第一台4.2K低温扫描隧道显微镜采用和发展了一系列高新技术,如,用可加工陶瓷做STM主体骨架、压电陶瓷线性步进马达自动逼近系统、Windows界面STM控制软件、STS、6Tesla超导强磁体等,该仪器主要性能指标已达到国际水平,居国内领先地位,在室温、液氮和液氦温度下对石墨和NbSe2单晶,均获得清晰的原子分辨的图象,对TaS2和NbSe2分别在室温和4.3K下观测到清晰的S(或Se)原子调制和电荷密度波调制。该仪器将在低温物理、超导电性、纳米技术、介观物理等基础和应用科学领域得到重要应用。"这台低温STM的研制成功不但填补了我国在液氦温度STM的空白,为低温强场下STM研究提供了有力的工具,而且对我国低温STM技术的发展作出了贡献和积累,自研制成功以来受到来访国内外来访专家一致好评,其中包括原子力显微镜发明者之一、著名STM专家、斯坦福大学Quate教授和乌克兰科学院院长等,产生很好的社会效益。经济效益方面,这台仪器的全部研制费用不超过20万人民币,与进口仪器的费用几乎不成比。该仪器的主要缺点是不能在低温下解理和更换样品。如改进设计,是可以推广生产的。
完成机构 中国科学院物理研究所
关键词 扫描隧道显微镜, 低温
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