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极低温强磁场量子输运和调控实验站

实验站简介

量子态在调控过程中需要尽可能长时间地保持固态量子器件的相位相干性,以使得量子信息不被丢失,相关的研究必须要在极低温综合极端条件下进行。根据不同制冷方式以及相应的不同温区分为不同的系统。 极低温强磁场量子输运和调控实验站(简称“量子输运和调控实验站”)在稀释制冷机上自行建造微波频域的极低温测量线路,并配以室温下的电学测控仪表,以实现对极低温下量子态的测控,用于目前国际上多个主流方向的固态量子计算实验研究。该实验站包含两套无液氦稀释制冷机和配套的测量设备。泵房和压缩机、水冷机在辅助设备间以降低设备运行时产生的大量噪声。根据以往经验,经过妥善设计的减震接地、滤波已经能够满足实验要求,因此没有为装置设计单独的屏蔽室。 该实验站的无液氦稀释制冷机已实现多通道微弱信号测量,并配备各级信号放大和噪声隔离或过滤系统以及室温测量和控制仪表、极低温微波电路等。两套设备分别实现最低温度30 mK以下,磁场分别为垂直磁场最大12 T和矢量磁场Z轴最大9 T,Y轴最大1 T,X轴最大1 T的工艺测试指标。 实验站以两台稀释制冷机不同的磁场来区分,除磁场外两台稀释制冷机配备的部件和功能类似,都是bottom-loading插杆,样品装在puck中送入内部。puck直径72 mm,内部共8个柱子,和上面的四个孔和内六角对应,四个孔均匀分布,对角距离62 mm。样品座有水平座和垂直座两种类型,可用24针,两侧针之间间距10 mm。若采用wire bond连线,推荐基片边长不大于5 mm;若采用点银胶方式连线,中间可用空间边长最大可扩至8~9 mm左右。 目前能实现直流和交流的测量,室温下配备有直流表、锁相等,以及各类样品准备辅助设备。

实验站图集

性能指标

参数指标
系统最低温度30mK
最大磁场一台为垂直磁场12T,一台为矢量磁场9-1-1T

主要特点

手套箱互联敏感样品制备系统可实现低维敏感材料的全流程制备,以满足范德瓦尔斯复合器件和转角电子学器件的全程无水氧污染转移、镀膜,使样品能展现非常优异的性能,比如高迁移率、良好欧姆接触等,为进一步研究低维拓扑量子物态提供更有利的实验平台。该系统可提供样品清洗、转移、蒸镀、引线、探测等手段,如图所示,包括以下组成设备:

1号箱体:甩胶显影

l 内部设备:匀胶机,烘烤台。

2号箱体:清洗镀膜

l 连通设备:沈阳科诚镀膜仪(背后),台湾JEB镀膜仪(侧面),内部设备:等离子清洗机。

3号箱体:样品转移制备

l 内部设备:奥林巴斯显微镜(目视),蔡司显微镜(全自动),迈塔光电电控转移台。

4号箱体:预处理、键合及测量

l 内部设备:臭氧清洗机,westbond键合机,探针台。

人员与联系方式

实验站联系人:沈老师         邮箱:shenjie@iphy.ac.cn

实验站人员

沈洁

窦子威

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