超導(dǎo)磁體是低溫下用具有高轉(zhuǎn)變溫度和臨界磁場特別高的第二類超導(dǎo)體制成線圈的一種電磁體。它的主要特點是無導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的電損耗，也沒有因鐵芯存在而產(chǎn)生的磁損耗，具有很強(qiáng)的實用價值。超導(dǎo)磁體系統(tǒng)分為傳統(tǒng)的圓柱形超導(dǎo)磁體和開放式超導(dǎo)磁體兩種。
傳統(tǒng)型超導(dǎo)磁體根據(jù)場強(qiáng)的不同主要分為1.5T和3.0T兩個檔次，其中1.5T是主流磁體，3.0T磁體的使用最逐年遞增。開放式超導(dǎo)歐體主要有1.0T和1.2T這兩種場強(qiáng)。超導(dǎo)磁體系統(tǒng)也是由主磁場產(chǎn)生單元、勻場單元以及制冷單元等組成。其中主磁場產(chǎn)生單元由超導(dǎo)主線圈和超導(dǎo)磁屏蔽線圈組成，勻場單元由超導(dǎo)勻場線圈或無源勻場貼片等組成，制冷單元包括杜瓦，冷屏及冷頭等。
日前，中科院合肥研究院強(qiáng)磁場中心陸輕鈾課題組在國際上首次研制成功混合磁體極端條件下原子分辨掃描隧道顯微鏡(STM)，混合磁體由一個內(nèi)水冷磁體和大口徑的外超導(dǎo)磁體嵌套組成。對于突破當(dāng)前超強(qiáng)磁場下只能開展輸運等宏觀平均效果測量之瓶頸，進(jìn)入到廣闊的物性微觀起源探索領(lǐng)域，具有標(biāo)志性意義。課題組近期已研制成功20毫米孔徑連續(xù)流液氦恒溫器 STM、國際水冷磁體(32毫米孔徑，27特斯拉)STM和干式(無液氦)超導(dǎo)磁體STM，均獲得了高質(zhì)量的原子分辨圖像。
液氮恒溫器
直接或間接控制一個或多個熱源和冷源來維持所要求的溫度的一種裝置。恒溫器要實現(xiàn)這種功能，就必須具有一個敏感元件和一個轉(zhuǎn)換器，敏感元件量度出溫度的變化，并對轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所需的作用。轉(zhuǎn)換器把來自敏感元件的作用轉(zhuǎn)換成對改變溫度的裝置能進(jìn)行適當(dāng)控制的作用。
液氮是一種方便、經(jīng)濟(jì)、高效的制冷劑，直接以液氮為冷源的恒溫器就是液氮恒溫器，其各種產(chǎn)品在低溫物理實驗、半導(dǎo)體、航空航天、食品、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。使用液氮制冷劑，有效率高、降溫速度快、振動小、成本低等優(yōu)點，有光學(xué)和非光學(xué)型，可用于真空、超高真空、磁場、顯微鏡、光譜學(xué)等研究，是研究材料物理特性的強(qiáng)有力的工具。超高真空、磁場、顯微鏡、光譜學(xué)等研究，是研究材料物理特性的強(qiáng)有力的工具。
掃描隧道顯微鏡
作為一種掃描探針顯微術(shù)工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。隧道針尖的結(jié)構(gòu)是掃描隧道顯微技術(shù)要解決的主要問題之一。針尖的大小、形狀和化學(xué)同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖象的分辨率和圖象的形狀，而且也影響著測定的電子態(tài)。掃描隧道顯微鏡是一個納米級的隨動系統(tǒng)，因此，電子學(xué)控制系統(tǒng)也是一個重要的部分。掃描隧道顯微鏡要用計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動，使探針逼近樣品，進(jìn)入隧道區(qū)，而后要不斷采集隧道電流，在恒電流模式中還要將隧道電流與設(shè)定值相比較，再通過反饋系統(tǒng)控制探針的進(jìn)與退，從而保持隧道電流的穩(wěn)定。所有這些功能，都是通過電子學(xué)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。在掃描隧道顯微鏡的軟件控制系統(tǒng)中，計算機(jī)軟件所起的作用主要分為“在線掃描控制”和“離線數(shù)據(jù)分析”兩部分。
離線數(shù)據(jù)分析軟件
離線數(shù)據(jù)分析是指脫離掃描過程之后的針對保存下來的圖象數(shù)據(jù)的各種分析與處理工作。常用的圖象分析與處理功能有：平滑、濾波、傅立葉變換、圖象反轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、三維生成等。
?、牌交交闹饕饔檬鞘箞D象中的高低變化趨于平緩，消除數(shù)據(jù)點發(fā)生突變的情況。
?、茷V波，濾波的基本作用是可將一系列數(shù)據(jù)中過高的削低、過低的添平。因此，對于測量過程中由于針尖抖動或其它擾動給圖象帶來的很多毛刺，采用濾波的方式可以大大消除。
?、歉盗⑷~變換，快速傅立葉變換對于研究原子圖象的周期性時很有效。
⑷圖象反轉(zhuǎn)，將圖象進(jìn)行黑白反轉(zhuǎn)，會帶來意想不到的視覺效果。
?、蓴?shù)據(jù)統(tǒng)計，用統(tǒng)計學(xué)的方式對圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
⑹三維生成，根據(jù)掃描所得的表面型貌的二維圖象，生成直觀美麗的三維圖象。
大多數(shù)的軟件中還提供很多其它功能，綜合運用各種數(shù)據(jù)處理手段，最終得到自己滿意的圖象。
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