超低温太赫兹显微镜功能可实现更好的量子技术

来自能源部艾姆斯国家实验室的一组科学家开发了一种方法，可以在极端磁性和低温条件下收集材料的太赫兹成像数据。他们用一种新的扫描探针显微镜完成了他们的工作。这台显微镜是最近在艾姆斯实验室开发的。该团队使用超低温太赫兹显微镜对超导体和拓扑半金属进行了测量。这些材料暴露在高磁场和低于液氦(低于 4.2 开尔文或 -452 华氏度)的温度下。

据艾姆斯实验室科学家、爱荷华州立大学物理与天文学教授、团队负责人王继刚介绍，该团队自 2019 年首次完成太赫兹显微镜以来，一直在改进它们。“我们在分辨率方面提高了空间、时间和能量，”王说。“我们还同时改进了极低温度和高磁场的操作。”

为了扩展他们的太赫兹显微镜在极端低温和磁场环境下运行的能力，Wang 解释说他的团队开发了一种用于低温恒温器的定制显微镜插件。低温恒温器是一种用于保持极冷温度的设备。该插件专门设计用于低温太赫兹显微镜。

新的显微镜功能使该团队能够检查超导体和拓扑半金属，它们都在这些低温下运行。这些材料还可以在几乎零能量损失的情况下移动电力，对于进一步发展量子计算技术非常重要。

基于他们目前的研究，Wang 说显微镜可能会导致开发新的、改进的材料用于高度相干的量子设备，并更好地理解超导和拓扑材料。

RHJ Kim, J.-M 撰写的论文“亚 2 开尔文低温磁太赫兹散射型扫描近场光学显微镜 (cm-THz-sSNOM) ”进一步讨论了这项研究。Park、SJ Haeuser、L. Luo 和 J. Wang，并发表在Review of Scientific Instruments上。