量子院综合测试平台

为满足各研究团队在固态量子计算与 量子物态研究中对材料和器件制备及 测量的共性需求，综合测试平台当前 装备了低温强磁场综合物性测量系统 （PPMS），无液氦超导磁体低温系统 （Teslatron PT），低温磁电耦合系统 (低温探针台)，三维纳米结构高速直写 机 ， 环 境 控 制 原 子 力 显 微 镜 （AFM），电动范德华材料精准堆垛 平台，惰性气氛手套箱镀膜系统，范 德华异质结快速退火炉等高端样品加 工与测量设备，可实现器件形貌表 征、异质结干式转移堆垛、光刻胶旋 涂、电极制备、三维纳米直写微纳加 工、量子输运测量、磁电耦合、高频 测量等。

综合物性测量系统（PPMS）

型号：Quantum Design Dynacool

Quantum Design的物性测量系统 (PPMS)使用两级脉冲管冷却器冷却超导磁体和温度控制系统，为样品测量提供一个低振动环境的同时，可实现连续的低温控制、精确的磁场和温度扫描模式，同时平台配备了500mK He3插杆、360度转角的旋转样品杆，满足多样化的测试需求。

技术参数

■干式制冷技术，无需液氦制冷

■温 度 范 围 ： 1.9K-400K ， 从300K到1.9K降温时间~45min,升

■温并稳定~1hHe3插杆：500mK，从500mK到300K升/降温~3h

■磁 场 ： ±14T, 达 到 满 场 时 间<40min，扫描速率0.2~120Oe/s

■样品腔直径：26mm

■全自动化操作的PPMS测量选项

实验应用

■低 温 强 磁 场 快 速 量 子 输 运 表征；

■测量与角度有关的电输运和磁学性质；

■快速实现低温（0.5 K）至300 K的变温的电学性质。

无液氦超导磁体低温系统

型号： 牛津仪器Teslatron PT

该系统是集成了超高磁场和低温环境两大功能的低温实验平台，变温样品腔可应用多种实验插杆(1.5K低温样品杆、300mK He3插杆、可实现大于180度的转角测量的旋转样品杆)，保证了使用者对固体量子计算器件、低维介观器件、超导样品等的测试需求。

技术参数

■干式制冷技术，无需液氦制冷

■温度范围：2K-300K，从300K到2K降温时间~14h，升温时间~2h

■He3插杆：300mK，从300K到300mK降温~16h，升温时间~2h

■磁 场 ： ±14T, 达 到 满 场 时 间~70min，扫场速率2000Oe/min

■样品腔直径：50mm

实验应用

■低温强磁场中的低维结构及材料电输运性质的研究和固态量子计算的测量；

■拓扑绝缘体、纳米材料以及超导体等新型材料体系中量子磁学性质的研究。

3D纳米结构高速直写机

型号：SwissLitho NanoFrazor Scholar

NanoFrazor光刻系统配备了最先进的硬件和软件，以最佳方式控制可加热的NanoFrazor悬臂梁，实现对热敏抗蚀剂的快速精准书写和成像，完成基于闭环光刻技术的各种高精度图案化工艺。该系统能够与各类标准的图案转移方法（如lift-off、刻蚀）兼容，同时该系统安装在手套箱内，使敏感材料在惰性条件下的纳米蚀刻成为可能。

技术参数

■利用加热针尖直接刻写图案，分辨率优于30nm

■高速原位AFM轮廓成像

■样品尺寸高达：50X50mm²

■闭环光刻

■利 用 原 位 AFM 实 现 精 准 的 对准，从而实现无掩膜套刻和写场拼接，精度优于10nm

■卓越的隔音及隔振性能

实验应用

■3D 纳米结构和器件的直写加工。

低温磁电耦合系统（探针台）

型号：Lakeshore CRX-VF

该探针台是一款无液氦闭循环的低温真空探针台，增加了±2.5T的超导磁体。可利用自带的探针分析样品的I-V,C-V,微波调制等性能。

技术参数

■样品冷却类型:3段（样品+磁体+防辐射屏）

■温度范围：10K-500K，300K到10K 降 温 时 间 ~6h ， 升 温 时 间~3h

■磁场：±2.5T@10K;

          ±2T@10K-400K;

          ±1T@400K-500K;

■扫场速率：0.12A/s或88Oe/s

■配备4个直流臂，2个微波臂

■直流臂探针：10、25 μm半径

■微波探针：GSG-150-40A，K型接头，40GHz，150μm间距

■32mm见方接地样品座，在25mm的范围内探针都可以达到

■工作真空：5E-3hPa,约30min

实验应用

■量子器件的霍尔测量和磁输运测量；

■微波高频测量。

原子力显微镜（AFM）

型号：Bruke Dimension Icon

原子力显微镜（AFM）利用探针以受控的方式在样品上来回扫描，可达到原子级分辨率来测量表面形貌。配置温度补偿位置传感器，实现了Z轴亚埃级和XY轴埃级的低噪音水平。集成在惰性气氛的手套箱内，大大减少氧气、水蒸气等空气组分对样品的影响。不仅如此，该系统还可以实现材料电学、磁学等性能的测试。

技术参数

■XY方向扫描范围90μm x 90μm（典型值），85μm（最小值）

■Z 方 向 扫 描 范 围 :10μm( 典 型值)，9.5μm(最小值)

■XYZ三个方向的非线性:<0.5%（典型值）

■样品尺寸和固定方式:210mm直径，真空吸附，≤15mm厚

■马达驱动样品台(X-Y轴 ):180mm × 150mm可观测区域；单向2μm重复性；双向3μm重复性

实验应用

■量子材料（量子点，拓扑材料，超导体），纳米材料等电学、磁学、表面机械性能和电化学等物理特性的测试;

■主要用于材料纳米级表面形貌、粗糙度的测量。

惰性气氛手套箱镀膜系统

型号：布劳恩MB200MOD

该系统同时具有热蒸发镀膜和电子束蒸发镀膜的能力，另外该系统位于惰性气氛手套箱内，大大减少了氧气、水蒸气等空气组分对样品的影响，可实现多种金属及氧化物的高质量蒸镀。

技术参数

■真空度：2E-7mbar

■蒸镀材料：Al、Al2O3、Ti、Cr、Au 、Pd、 Pt、Cu

■基片尺寸：可放置4”基片

■样品温度：-40℃-250℃

■配有膜厚仪实时对膜厚进行检测，实现对薄膜厚度的精确控制

■配备软件操作系统，可编制沉积程序，并可进行手动和自动制程

实验应用

■可制备单层和多层堆垛薄膜，满足绝大多数样品制备的需求。

范德华异质结快速退火装置

型号：欧特VDW-RAP-100

快速退火炉是一种可以在真空或气体氛围下数分中内将样品的温度急剧升高和降低的装置，该系统采用卤素灯照射的加热方式，退火时间比较短，使得材料内部不同原子没有足够时间发生扩散。

技术参数

■极限温度350℃，使用范围：室温 至 300 ℃ ； 室 温 加 热 至280℃，时长小于5分钟

■降温方式：快速水冷，350℃降温至100℃，时长小于10分钟

■温度控制精度：± 0.1 ℃

■极限真空：<1E-6mbar

实验应用

■快速热合金化；

■退火；

■植入物活化、氧化和回流。