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免费测!低温 NV 色心扫描成像磁强计,突破磁测量瓶颈,助力高水平期刊发表!

发布日期:2026-01-16

在材料科学、凝聚态物理及量子器件研究中,精准捕捉低温环境下纳米尺度的磁信号是突破关键科学问题的核心。德国attocube公司研发的低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM(搭载 attoDRY2200 低温恒温器),凭借 “宽温域覆盖纳米级分辨率无液氦超低震动无需额外样品处理” 四大核心优势,彻底打破传统测量瓶颈,可在1.8K-300K温度范围内,以优于50 nm 空间分辨率实现样品杂散磁场的高灵敏探测,可快速安全地更换集成微波天线的NV色心探针,有效避免样品损伤、提升实验效率。搭配9-1-1 T矢量磁体远程可控平台与实时数据分析系统,为二维磁体、超导、量子材料等领域提供定量、无损的磁成像解决方案。

 

为助力国内科研团队攻克前沿难题、加速创新成果产出,QuantumDesign中国现开放低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM免费测样活动!本次活动面向从事量子材料、超导物理、自旋电子学等领域的科研团队,提供从样品测试方案定制,到实验数据精准采集,再到结果深度解读的全流程专业技术支持。无需承担设备使用、技术调试等任何成本,即可借助前沿的低温 NV 色心磁测量技术,快速验证实验假设、攻克技术瓶颈,为高水平论文发表与科研项目推进注入强劲动力。本次活动限50个名额,机会难得,诚邀各科研团队抢占先机,携手解锁纳米磁测量的全新维度!


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精选案例:


Physical Review Letters》:破解二维超导体涡旋动力学难题

 

德国斯图加特大学 Jörg Wrachtrup 教授团队依托低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM在二维超导体 NbSe₂磁通涡旋动力学研究中取得突破性成果,相关论文发表于《Physical Review Letters》。此前,传统扫描隧道显微镜(STM)因依赖洁净导电表面,无法适配带保护性六方氮化硼(h-BN)包覆层或残留物的样品;常规磁成像技术又难以兼顾纳米空间分辨率与微秒时间分辨率,无法捕捉涡旋动态演化。


attoNVM 凭借特有技术优势逐一突破限制:在 1.8K 低温下,以<50nm 分辨率清晰分辨单个磁通涡旋,即使 NbSe₂样品表面有制备残留物仍可精准测量;依托9T-1T-1T矢量磁体完整覆盖 “涡旋玻璃相 - 涡旋液体相 - 金属态” 全相图,证实薄层超导体中涡旋尺寸符合 Pearl 模型的膨胀特性;更通过超低振动设计与高量子效率探测器,首次捕捉到冷却速率对涡旋晶格的影响 —— 快速冷却(1 分钟内降温)形成弱磁对比的无序涡旋,慢速冷却(数小时降温)则构建稳定有序的涡旋晶格,为二维超导量子现象研究提供了直接可视化证据。


低温NV色心磁强计测量二维超导体中涡旋态。(a)用于探测纳米尺度局部磁响应的NV色心磁强计示意图;(b)5.1nm厚的NbSe2薄片的相图随温度和磁场的变化,确定了三个不同的相:涡旋玻璃、涡旋液体和金属态。(c)涡旋玻璃相的磁场图,显示明显的磁场对比度,并突出样品边界。(d)高分辨率扫描分辨出NbSe2薄片中的单个涡旋。

 

不同厚度的二维NbSe2中的涡旋排列。(a)氧化物衬底上厚度为5.1nm NbSe2样品S1的磁场分布图。涡旋结构的形态呈现无序状态,显示出微弱的空间相关性以及宽泛、模糊的自相关峰。(c)厚度为11.59nm NbSe2样品S2的磁场分布图,其涡旋结构呈现显著增强的六边形有序排列。所有比例尺均为1 μm。


5.1 nm NbSe2样品中与冷却速率相关的涡旋排列。(a) NbSe2在快速冷却(1分钟内从6.3K降至2K)后的杂散场分布图,显示弱磁对比。(c)慢速冷却(数小时从6.3K降至2K)后的磁场分布图,显示涡旋对比度显著增强。

 

《Nature Materials》:解锁二维反铁磁体调控新范式


美国波士顿学院 Brian B. Zhou 教授团队借助低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM在原子层厚 CrPS₄反铁磁畴与横向交换偏置研究中取得里程碑式进展,相关成果发表于《Nature Materials》。此前,原子层厚材料中反铁磁 - 铁磁(AFM-FM)界面的微观特性、畴壁运动机制长期缺乏直接观测手段,制约了高密度磁存储技术的发展。


attoNVM 凭借高灵敏度与纳米级成像能力,实现多项关键突破:在 2K 低温下精准解析五层 CrPS₄的倾斜磁矩(相对于 z 轴倾斜 16°),解决磁易轴争议;首次可视化偶数层 CrPS₄中的反相畴壁,清晰捕捉到畴壁与样品缺陷的对应关系,证实杂散场源自表面磁化差异;更通过动态调控实验,实现反铁磁畴壁的可控成核与平移 —— 利用 0.6T 磁场脉冲可在六层 CrPS₄中形核畴壁,通过逐步调节外场(0.35T→1.0T→-0.3T)实现畴态逐级切换,最终将三个相邻 AFM 结构域调控为类 FM 区域,实现可调多级横向交换偏置,为二维磁体在自旋电子器件中的应用开辟新路径。


原子级层厚CrPS₄中不同层数的反铁磁体(AFM)。(1a)NV色心扫描研究CrPS₄材料。在磁成像过程中,外场 Bext以54.7°角施加于xz平面法线方向,该方向平行于NV轴。(2b)块体CrPS₄中的磁矩(红色和蓝色箭头)在相邻层之间交替排列(A型反铁磁结构)。(1d)标有层厚标注的样品1光学图像。(1e)样品杂散场BS沿NV中心轴方向在五层角区的图像。(1g)采用最佳拟合方向重建的磁化强度振幅 σ ,该方向被确定为近ac平面倾斜。


偶数层CrPS₄中的反相磁畴。(a)样品1的杂散场BS图像。顶部和底部五层区域分别采用相反的磁化状态+5和−5。(b)六层反相畴壁的高分辨率BS测量。BS中的垂直脊状结构对应样品中的物理缺陷(褶皱)。(c)代表性几何结构的偶层畴壁轨迹微磁模拟。(d)四层与六层区域过渡的BS图像,显示偶数层信号与厚度不成正比。(f)CrPS₄样品2的BS图像。插图:样品光学照片。(g)双层膜中畴壁的高分辨率BS图像。(h)样品2的磁畴模拟。

 

偶-奇界面横向交换偏置。(a) 样品2中窄与宽三层(3L)区域及样品1中五层(5L)区域的磁滞回线。(b-e)磁滞回线不同外置磁场(标记为a)窄与宽三层区域的杂散场BS图像:-41mT(b)、-70mT(c)、-2mT(d)、12mT(e)。(f)所有偶数层均为|+⟩时,Bc1处狭窄三层区域磁化反转的图像。(g)当邻近偶数层处于畴态时,Bc1反转的数据(上)与模拟结果(下)如图中所示。


畴壁的受控成核与平移。(a)CrPS4薄片3中双层区域的磁滞回线。插图:光学图像。(b-d)样品3在双层磁滞回线不同 Bext 下的BS图像,如图a中标记:-75mT(b)、-124mT(c)、17mT(d)。(e)CrPS4样品4的BS图像,所有区域均处于| + ⟩态。(f,g,h)将Bz外场升至(0.35,1,-0.3) T后恢复的图像。(i)样品1中偶数层畴壁的场驱动运动。

 

低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM:


attoNVM是由德国attocube与瑞士QZabre强强联合推出的商用干式低温NV色心扫描成像磁强计。通过将先进的硬件与软件无缝集成,用户可在2 K~300 K宽温区范围内实现高效磁成像与磁学定量测量。该系统利用NV色心的本征量子特性进行探测,传感器无需额外校准。



低温NV色心扫描成像磁强计-attoNVM

 

 

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