近日，中国科学院物理研究所郇庆（2018年青年创新奖获奖人）团队联合中科艾科米（北京）科技有限公司、北京飞斯科科技有限公司，基于“远端液化无液氦闭循环”的技术路线，成功研制出一套新型无液氦亚K强磁场扫描隧道显微镜（STM）系统，该系统具备两种制冷工作模式：⁴He‑⁴He模式与⁴He‑³He模式，其系统基础温度（有效电子温度）分别可达894 mK（1.06 K）和420 mK（610 mK），并可兼容室温孔径超导磁体。通过数月的连续测试验证，该系统实现了温度稳定性接近±0.1 mK，震动水平小于1pm，从低温到室温宽温区内连续变温成像，0-5T连续变场，并能够稳定运行数月。其性能达到了与传统液氦杜瓦的湿式STM系统相媲美的水平。相较已有液氦杜瓦的湿式STM方案的低温维持时间有限、运行成本高、烘烤受限、所需安装空间较大等诸多问题，该系统展现着长期连续运行、宽温域可调、可高温烘烤、系统高度兼容常规实验室、无需地下安装空间与磁体配置灵活等诸多优势。该系统的成功研制不仅标志团队已研发具备自主知识产权的亚K强磁场扫描隧道显微镜，也为量子材料、拓扑超导材料、原子级制造等基础科学领域研究提供了高端科学仪器支撑。

该研究工作由中国科学院物理所马瑞松副研究员、博士生黄远志为共同第一作者，郇庆研究员为通讯作者。相关成果以“A continuous-operation sub-Kelvin scanning tunneling microscope with high magnetic field via a remote liquefaction cryogen-free scheme”为题发表于《Review of scientific instruments》上（Rev. Sci. Instrum. 97, 053701 (2026)）。研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院科研仪器研制项目、北京市自然科学基金的支持。

图 无液氦亚K强磁场扫描隧道显微镜系统模型与部分性能结果