低温强磁场拉曼显微镜

低温强磁场拉曼显微镜-cryoRaman

cryoRaman由德国attocube公司与德国WITec公司联合开发。该显微镜集成了attocube的低温恒温器和纳米定位器技术，以及WITec公司系列显微镜的高灵敏度和模块化设计。 

该系统融合了高分辨率共焦显微镜和超灵敏光学元件，用于低温和强磁场下的显微拉曼光谱。cryoRaman是一个高度用户友好的交钥匙系统，配有激光源（可提供波长532nm、633nm和785nm，其他可根据要求提供）、超高通量光谱仪，包括Peltier 制冷CCD（FI、DD和EMCCD，根据要求）和先进的拉曼控制器/软件包。

仪器使用一套xyz定位器在几毫米范围内对样品进行粗略定位，并使用压电扫描器，即使在低温下也具有较大的扫描范围。拉曼图像是通过相对于激光焦点对样品进行扫描并测量每个像素的拉曼信号的光谱分布来获得的。这是次，在高磁场中的低温度下进行拉曼成像，很容易的获得无与伦比的空间、光谱和深度分辨率。 

对高温超导体和其他新材料（如石墨烯）的研究导致了对低温和高磁场下拉曼显微镜的大量需求。cryoRaman正好满足这些需求，并允许用户在宽温度范围（1.8至300 K）和高达15 T的磁场下记录拉曼图像和拉曼光谱。在具有强电子-声子耦合的材料中，如石墨烯，低温拉曼光谱是研究样品机械和电子性质的非常有效的工具。一个复杂的软件允许分析、排序、平均和后处理光谱，使用户能够调查拉曼特征中的精细细节和指纹。

主要特点

→ 以前所未有的分辨率和速度进行光谱成像

→ 每个像素点自动获取拉曼光谱

→ 低振动闭循环低温恒温器

→ 大磁场下变温

→ 变温范围：1.8K-300K

→ 磁场强度：9T, 12T, 9T-3T, 9T-1T-1T, 5T-2T-2T

→ 应用范围广泛: 低温拉曼与荧光光谱

→ 升级功能包含：低波数与偏振测量。

主要参数

cryoRaman：功能特点

1、WITec 拉曼光谱仪

WITec拉曼光谱仪是超高通量光谱仪（UHTS），专为高速高分辨率拉曼成像而开发。我们提供六种不同焦距的模型，以适应多种激光激发波长（UV到IR）和光谱分辨率要求。

2、偏振光测量

3、超低波数检测升级 

4. WITec 软件 

测试数据

■  WSe₂样品低温拉曼成像与低波数测量

(a) 低温拉曼成像，温度120K。 (b) 不同层数WSe₂的拉曼光谱。(c)低波数拉曼光谱。

■  碳纳米管低温拉曼测量：高空间分辨率

(a) 碳纳米管拉曼成像，温度2K。(b，c) 拉曼光强随空间分布关系。(c)碳纳米管与衬底拉曼光谱。

■  变温荧光光谱测量

(a-d) 不同温度下，WSe₂荧光光谱峰位成像。(e)不同温度下，WSe₂荧光光谱数据。

■  低温与强磁场下，偏振拉曼光谱测量

上图： 双层与三层WSe₂，偏振拉曼光谱测量。温度2K。

■  低温与强磁场下，偏振拉曼光谱测量 

上图： 单层MoS₂，偏振拉曼光谱测量。磁场9T，温度2K。

■  不同强度磁场下，偏振拉曼光谱测量 

上图： MoS₂材料，不同偏振条件，拉曼光谱强度比图像。不同磁场强度，温度2K。

发表文章

· Xiaodong XU, et al. Highly anisotropic excitons and multiple phonon bound states in a van der Waals antiferromagnetic insulator, Nature Nanotechnology (2021)

· Yu YE ,  et al. Odd-Even Layer-Number Effect and Layer-Dependent Magnetic Phase Diagrams in MnBi2Te4, Phys. Rev. X 11, 011003, (2021)

· Xiaodong XU, et al. Direct observation of two-dimensional magnons in atomically thin CrI3, Nature Physics 17, 20–25(2021)

· Yanhao Tang , et al. Simulation of Hubbard model physics in WSe2/WS2 moiré superlattices, Nature, 579, 353–358(2020)

· Xiaoxiao ZHANG, et al. Gate-tunable spin waves in antiferromagnetic atomic bilayers,Nature Materials 19, 838–842(2020)

· Nicolas Ubrig , et al. Design of van der Waals interfaces for broad spectrum optoelectronics, Nature Materials,19,299–304 (2020)

· Xiulai XU, et al. Enhanced Strong Interaction between Nanocavities and p-shell Excitons Beyond the Dipole Approximation. Physical Review Letters, 122,087401(2019)

· Tingxin LI, et al. Pressure-controlled interlayer magnetism in atomically thin CrI3,Nature Materials18, 1303–1308(2019)

· Chaoyang LU, et al. Towards optimal single-photon sources from polarized microcavities, Nature Photonics, 13, 770–775 (2019)

· Surajit Saha, et al. Long-range magnetic coupling across a polar insulating layer, Nature communications, 7:11015, (2016).

· W. YANG, et al. Electrically Tunable Valley-Light Emitting Diode (vLED) Based on CVD-Grown Monolayer WS2. Nano Letters 16, 1560-1567, (2016).

· He, Y. M.; et al. Single quantum emitters in monolayer semiconductors. Nature Nanotechnology 10, 497-502,(2015).

· Shang J.;et al. Observation of Excitonic Fine Structure in a 2D Transition-Metal Dichalcogenide Semiconductor. ACS Nano, 9, 647-655, (2015)

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