依托陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室和教育部物质非平衡合成与调控重点实验室,拥有完善的微纳加工与材料物性表征公共实验平台。其中微加工实验室具备国内一流的微纳加工与器件表征条件,装备了聚焦离子双束电镜系统、磁控溅射机、高分辨X射线衍射仪、高温退火炉、球差校正场发射电子显微镜、场发射扫描电镜、激光共聚焦拉曼光谱透射电子显微镜及其他适用于基础研究的微纳加工设备,能全面表征材料的形貌、晶体结构、磁性质、电性质、热学性质等基础物性。此公共实验平台能够满足微钠器件制备和基础物性表征测试的需求。
课题组拥有与项目相关的特色实验平台,包括完备的中红外波段光电流表征平台,近红外/中红外OAM分辨光电流谱表征平台,器件电学表征平台等:
1. 中红外光电流谱表征平台
平台拥有多波段的中红外光源和及其光电流谱表征技术,包括美国Thorlabs公司的4μm波段的量子级联激光器(QF4050C2,控制器ITC4005QCL),可产生连续中红外光,以及相干公司的78MHz高重频飞秒激光系统(Mira900)并配备了如OPA、DFG等多种光参量转换调制设备,可以产生波长3-10μm的中红外波段飞秒激光。利用这些光源已经搭建了多套中红外扫描光电流谱系统,可以实现微米和百飞秒级高精度时空分辨且具有多光参量(波长、偏振等)分辨的中红外光电探测,并且系统还具有近紫外到近红外波段的光电流探测能力。
2.近红外/中红外OAM分辨光电流谱表征平台
基于上述光电流谱系统,通过结合中红外螺旋相位板,课题组搭建了中红外4μm波段的OAM光电探测系统,可实现最高达4阶的中红外OAM的快速光电流探测。该系统可以集成显微低温系统,电场调制和磁场调制,能够方便地开展外场调控的中红外波段OAM光电探测的研究工作。
该系统还装备了液晶空间光调制器(UPOLabs,HDSLM80R),可以实现420-1100nm波段的OAM拓扑荷自动调制,从而使系统具有了可见光到近红外OAM的快速光电流探测能力。
3.器件电学表征平台
平台拥有高精度的电学测量设备,自行搭建了探针电学测试平台,可对微纳器件的电阻、异制结类型等基本电学特性进行表征。典型的电学表征设备包括美国NI公司的USB6343数据采集卡,美国Stanford Reserach Systems公司的SR570型低噪声电流前置放大器,美国Stanford Reserach Systems公司的SR830锁相放大器,以及Spectrum Semiconductor Materials公司的14针、20针、24针芯片载体,能够给器件施加不同频率、波形的电压调制信号等等。
此外,即将开展的光的轨道角动量直接探测相关实验的实施需要加工自主设计的特殊光学器件,也需要用到大量的光电控制器件、通用探测和成像设备,包括大量的实验材料,新学生将有机会从头学习全套实验技术。