新型无液氦光耦合扫描探针显微镜系统研制取得重要进展 | 进展

背景：扫描探针显微镜（SPM）是微纳研究的重要工具，但传统SPM缺乏化学识别能力，而光耦合扫描探针显微镜（OC-SPM）虽能实现单分子光谱探测，却通常依赖昂贵且供给不稳定的液氦冷却来获得高信噪比，且实验易因液氦耗尽中断，制约了其应用。研究目的：为克服上述瓶颈，中国科学院物理研究所郇庆团队联合中国科学技术大学谭世倞团队及中科艾科米公司，旨在研制一套新型无液氦闭循环光耦合扫描隧道显微镜系统，以实现稳定、长时程的埃米级光谱学成像。结论：团队成功研制出该系统，其采用“远端液化无液氦闭循环”设计，有效隔离震动，工作温度低于3K，振动水平小于1pm，可实现数月连续运行。系统集成了高数值孔径透镜模组，提供了高光子收集效率。通过对单个银酞箐分子的多模态表征实验，系统成功实现了从形貌观测、电子态解析到振动指纹识别的全维度表征，展示了其高信噪比、多参数耦合的探测能力。该成果标志着我国在高端精密仪器领域实现了从原理创新到核心技术自主可控的跨越，为前沿研究提供了重要工具支撑。