具有較大磁致伸縮系數(shù)的二維材料是實(shí)現(xiàn)自旋電子器件和納米磁學(xué)器件中應(yīng)變調(diào)節(jié)磁性的理想體系。因此研究二維材料中應(yīng)變與磁性的耦合是至關(guān)重要的。日前，代爾夫特理工大學(xué)（荷蘭）、北京大學(xué)和瓦倫西亞大學(xué)（西班牙）的研究者們在這一研究領(lǐng)域取得了重大進(jìn)步。在該項(xiàng)研究中，研究者們采用了懸浮的Cr₂Ge₂Te₆（CGT）薄膜層及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)和鐵磁納米機(jī)械膜諧振器。通過納米機(jī)械共振探測手段研究了薄膜和異質(zhì)結(jié)的磁性變化與薄膜應(yīng)變之間的關(guān)系。此外作者還展示了通過靜電力成功對異質(zhì)結(jié)的居里溫度進(jìn)行了有效調(diào)控。該工作于2022年6月發(fā)表在nature子刊npj 2D Materials and Applications上，文章題目為《Nanomechanical probing and strain tuning of the Curie temperature in suspended Cr₂Ge₂Te₆-based heterostructures》。

　　該工作中的主要探測手段為在不同溫度下通過激光干涉的方式探測CGT薄膜和異質(zhì)結(jié)的共振頻率來測量并研究樣品的居里溫度以及與應(yīng)變的關(guān)系。該測量對于光學(xué)恒溫器的溫度穩(wěn)定性、變溫特性、振動穩(wěn)定性、窗口的工作距離要求都非常高。該工作中用戶使用了Montana Instruments 公司生產(chǎn)的低溫光學(xué)恒溫器完成了本文中的重要測量工作。

圖：用激光干涉法表征CGT膜；a)光路示意圖，樣品置于Montana恒溫器內(nèi)；b) 4K溫度下樣品的共振峰測量值和理論擬合值；c）不同溫度下樣品共振峰的變化與晶格常數(shù)的變化。

　　除了研究CGT薄膜樣品外，作者還研究了CGT/WSe₂異質(zhì)結(jié)。研究結(jié)果表明樣品距離溫度與共振測量中共振頻率有很好的對應(yīng)關(guān)系。這給二維材料磁性探測提供了一個(gè)有效的手段。作者制備了CGT/FePS₃異質(zhì)結(jié)，該樣品在不同溫度下具有順磁/順磁、反鐵磁/順磁和反鐵磁/鐵磁的多種磁性結(jié)構(gòu)組合。通過共振測量表明，在不同磁性相變時(shí)共振頻率都出現(xiàn)了明顯的變化，再次證明了采用納米機(jī)械共振探測手段可以準(zhǔn)確的反映樣品磁性的變化。

圖：半徑r = 2.5 μm的CGT/FePS₃(19.8±0.2 nm/18.0±0.1 nm)異質(zhì)結(jié)構(gòu)膜的力學(xué)性能；a) 上：懸浮異質(zhì)結(jié)構(gòu)膜的橫截面示意圖，下：CGT/FePS₃異質(zhì)結(jié)的光學(xué)圖像；b) 共振頻率與溫度的關(guān)系，藍(lán)色：實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果，綠色：理論值與誤差范圍；c) 損耗因數(shù)Q-1與溫度的關(guān)系。

　　作者采用施加?xùn)艍海卯愘|(zhì)結(jié)與Si襯底之間的靜電力實(shí)現(xiàn)了對CGT/WSe2異質(zhì)結(jié)居里溫度的調(diào)控。并通過共振測量的方式研究了居里溫度與柵電壓之間的關(guān)系。

圖：利用納米機(jī)械共振測量手段對柵壓調(diào)控的CGT/WSe₂異質(zhì)結(jié)居里溫度進(jìn)行了測量。

　　該工作證明了柵靜電力應(yīng)變可以提高CGT薄膜的居里溫度，證明了利用應(yīng)變可以控制這些鐵磁異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁序。該研究展示了一種新的磁性表征手段，在該領(lǐng)域中未來的研究將有可能開發(fā)出具有門電壓磁驅(qū)動的薄膜器件，在低功率自旋電子器件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　Montana超精細(xì)多功能無液氦低溫光學(xué)恒溫器

　　全球知名光學(xué)恒溫器制造商Montana Instruments多年來為低溫光學(xué)、量子信息等領(lǐng)域提供性能的光學(xué)恒溫器而廣受好評。作為低溫光學(xué)恒溫器的旗艦產(chǎn)品，Montana Instruments近推出了全新型號CryoAdvance系列。該系列的目標(biāo)是助力科技工作者在先進(jìn)材料和量子信息領(lǐng)域研究研究方面更進(jìn)一步。

　　CryoAdvance 50新特色

　　?自動控制：全新智能觸摸屏系統(tǒng)，“一鍵式操作”，實(shí)時(shí)顯示溫度、穩(wěn)定性、真空度等多種指標(biāo)。

　　?模塊化設(shè)計(jì)：多種配置可選，快速滿足各種實(shí)驗(yàn)需求，后續(xù)升簡單。

　　?多通道設(shè)計(jì)：基本配置已包含光學(xué)窗口+直流電學(xué)+高頻電學(xué)通道。

　　?穩(wěn)定性設(shè)計(jì)：新設(shè)計(jì)在變溫和振動穩(wěn)定性上進(jìn)一步優(yōu)化。

　　CryoAdvance 50主要參數(shù)

　　?低溫度：3.2K

　　?震動穩(wěn)定性：<5 nm（峰-峰值）

　　?降溫時(shí)間： 300K-4.2K ~2小時(shí)

　　?樣品腔空間：Φ53 mm ×100 mm

　　?光學(xué)窗口：5個(gè)光學(xué)窗口，可選光纖引入

　　?水平光路高度：140 mm

　　?窗口材料：多種材質(zhì)可選

　　? 基本電學(xué)通道：20條直流通道。

　　? 接口面板：雙RF接口+25DC接口

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　　1、超精細(xì)多功能無液氦低溫光學(xué)恒溫器

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