Famiglia di criostati ottici cryogen-free per misure ottiche a basse temperature – OptiCool®

Famiglia di strumenti OptiCool® di Quantum Design

La famiglia di strumenti OptiCool® è una piattaforma di criostati ottici cryogen-free per misurazioni ottiche, elettriche e magneto-ottiche a bassa temperatura. La famiglia comprende tre modelli: OptiCool® 7 Tesla, OptiCool® Vector e OptiCool® Flex.

L’OptiCool® 7 Tesla combina l'accesso ottico con un magnete superconduttore split-coil da 7 T per esperimenti magneto-ottici ad alto campo.

L’OptiCool® Vector offre invece un magnete vettoriale per un orientamento preciso del campo rispetto al campione e alla configurazione ottica.

L’OptiCool® Flex è la configurazione priva di magnete che offre un ampio volume della camera del campione, 75 mm × 200 mm, per gli esperimenti che richiedono accesso ottico e spazio sperimentale massimi.

La piattaforma è progettata per il controllo automatico della temperatura da 1,7 K a 350 K senza l’uso di liquidi criogenici e per avere uno spazio campione con vibrazioni inferiori a 10 nm picco-picco.

Caratteristiche
  • Range di Temperatura: 1.7 K - 350 K
  • 3 modelli: OptiCool® 7 Tesla: con magnete conico split coil da 7T; OptiCool® Vector: con magnete vettoriale 4x1x1T; OptiCool® Flex: senza magnete
  • Controllo di temperatura e campo totalmente automatici
  • Basse vibrazioni: <10 nm picco-picco
  • Ampio volume della camera del campione fino a 75 × 200 mm con OptiCool® Flex
  • Funzionamento a ciclo chiuso
  • Porte di accesso ottico multiple per esperimenti di trasmissione, riflessione, microscopia e spettroscopia

Maggiori informazioni

Magnete e accesso ottico

OptiCool® 7 Tesla

L’OptiCool® 7 Tesla utilizza un magnete superconduttore split-coil da 7 T. Il campo magnetico è allineato perpendicolarmente al tavolo ottico e offre un'elevata omogeneità di campo sull’area del campione. Il sistema comprende sette porte di accesso ottico laterali e una porta di accesso ottico superiore. È disponibile anche una porta inferiore opzionale.

OptiCool® Vector

L’OptiCool® Vector utilizza un magnete vettoriale superconduttore da 4-1-1. Il campo magnetico da 4 T è perpendicolare al tavolo ottico, mentre le due componenti del campo magnetico da 1 T sono parallele al tavolo ottico. Ciò consente un allineamento preciso del campo magnetico rispetto al campione e al sistema ottico. Il modello comprende quattro porte laterali lungo gli assi X e Y e una porta superiore lungo l'asse Z. È disponibile anche una porta inferiore opzionale.

OptiCool® Flex

L’OptiCool® Flex è il modello privo di magnete. Questo strumento massimizza la flessibilità dello spazio sperimentale grazie all'ampio volume della camera del campione di 75 × 200 mm e a otto porte di accesso ottico (sette porte laterali, una superiore e una porta inferiore opzionale).

Modelli

  OptiCool® 7 Tesla OptiCool® Vector OptiCool® Flex
Campo magnetico: Magnete conico split coil da 7T Magnete vettoriale 4x1x1T (Z-X-Y) Nessuno
Porte di Accesso ottico: 8 porte:
  • 7 porte laterali (NA>0.11)
  • 1 porta superiore (NA>0.7)
  • porta inferiore opzionale
5 porte:
  • 4 porte laterali lungo gli assi X e Y
  • 1 porta superiore lungo l’asse Z
  • porta inferiore opzionale
8 porte:
  • 7 porte laterali (NA>0.11)
  • 1 porta superiore (NA>0.7)
  • porta inferiore opzionale
Volume della camera del campione: 84 × 89 mm 84 × 89 mm 75 × 200 mm
Range di Temperatura 1.7 K - 350 K
Basse vibrazioni: <10 nm picco-picco
Controllo della temperatura e del magnete: Automatico

Sample Pods

Il portacampione dell’Opticool, il Sample Pod, permette di montare e personalizzare gli esperimenti su un banco di lavoro nella maniera più comoda piuttosto che direttamente nel criostato. L’inserimento del sample pod all’interno del criostato garantisce la connessione delle linee elettriche al campione con l’esterno.

I Sample pod sono disponibili in configurazioni standard e ad ampio volume. A seconda dell'esperimento, l'altezza della piastra di montaggio può essere regolata utilizzando distanziatori intercambiabili cosicché il campione sia sempre nella posizione corretta, ovvero quella che intercetta le linee di vista. Ciò consente un'integrazione flessibile di campioni, componenti ottici, cablaggi, nanoposizionatori e hardware sperimentale personalizzato.

  • Sample Pod standard – Dimensionabile per il posizionamento della piastra fredda da 56.4mm a 12.4mm al di sotto del centro del magnete.
  • Sample Pod per grandi volumi – Dimensionabile per il posizionamento della piastra fredda da 131mm a 87mm al di sotto del centro del magnete.

.

Cablaggio

L'OptiCool può essere configurato con linee elettriche DC, RF e fibre ottiche.

Fino a 5 set di cavi possono essere pre-installati su ogni criostato: ogni set essendo costituito da 16 linee DC o 4 linee RF da 20GHz. I cablaggi sono dotati dei necessari connettori al Sample Pod e dei corretti ancoraggi termici per raggiungere la temperatura di base.

  • Cablaggio per posizionatori– Il cablaggio dedicato ai posizionatori è progettato per essere compatibile con le slitte di posizionamento piezoelettriche Attocube. Ogni set di cavi ha un numero di fili sufficiente per operare su colonne di movimentazione a 3 assi closed loop. Se il feedback di posizione non è richiesto, i fili relativi possono essere riutilizzati per gestire altre colonne di movimentazione a 3 assi. Contattare Quantum Design per ulteriori informazioni

Posizionamento e microscopia

Molte applicazioni ottiche richiedono il posizionamento preciso del campione rispetto al percorso ottico di visualizzazione o di illuminazione, o la possibilità di eseguire una scansione della superficie del campione stesso. Per soddisfare queste esigenze, il criostato OptiCool può essere configurato con un sistema di nanoposizionatori per muovere il campione in situ. L'opzione per la movimentazione del campione include tutti gli adattatori necessari per montare i posizionatori sul sample pod, il cablaggio specifico per il criostato e i cavi di collegamento al controller piezoelettrico. La colonna di nanoposizionamento può essere montata sul sample pod standard o sul sample pod ad ampio volume, a seconda delle esigenze sperimentali.

Un’altra esigenza tipica negli esperimenti di microscopia è quella di poter utilizzare obiettivi di alta qualità e ad alta apertura numerica (NA) in prossimità del campione. Per rispondere a tale necessità, Quantum Design offre due obiettivi compatibili con i campi magnetici, corretti all'infinito, con apertura numerica di 0.75 o 0.9 e una distanza di lavoro libera di 2 mm tra il campione e l'apertura dello schermo freddo. L'ottica viene mantenuta in vuoto e a temperatura ambiente stabile, garantendo l'ambiente ottimale per sfruttare appieno il design ad alte prestazioni di questo obiettivo.

Nanoposizionatore OptiCool su pod per grandi volumi

Nanoposizionatore OptiCool su pod standard

Obiettivo OptiCool a temperatura ambiente

Applicazioni

MOKE / CryoMOKE
Raman / Spettroscopia FTIR
Fotoluminescenza
Riflettanza e assorbimento UV / VIS
AFM / Microscopia
Centri NV nel diamante, Difetti di colore, Cavità
Nanomagnetismo, film sottili magnetici
Spettroscopia magnetica risolta nel tempo
Ottica quantistica
Spintronica
Quantum dot

Downloads

OptiCool Optical Magnetic Cryostat
OptiCool windows and objectives
OptiCool sample pods
OptiCool wiring options
OptiCool sample positioner
Rapid Thermal Stage (X140)
Application Note OptiCool stray fields
OptiCool Vector
OptiCool Flex

Video

OptiCool® — Introduction Video
Swapping Out Sample Pods in Quantum Design's OptiCool
Changing Windows in Quantum Design's OptiCool
Dynamics and Control in Quantum Materials- Richard Averitt, UC San Diego
Probing spin dynamics in InSe with time-resolved Kerr rotation-Jovan Nelson, Northwestern University
OptiCool® Testimonial — Richard Averitt
Semiconductor Cleanroom Tools: Introducing the Quantum Design OptiCool Cryostat | Fraunhofer IPMS
OptiCool® Testimonial — Mengkun Liu
OptiCool® Testimonial — Denis Bandurin

Photocurrent Nanoscopy of Quantum Hall Bulk.
R. Jing et al., Phys. Rev. X 15 (2025)

Viscous terahertz photoconductivity of hydrodynamic electrons in graphene.
Kravtsov, M., Shilov, A.L., Yang, Y. et al., Nature Nanotechnology (2024)

Infrared nano-imaging of Dirac magnetoexcitons in graphene.
Dapolito, M., Tsuneto, M., Zheng, W. et al., Nature Nanotechnology (2023)

Axion Optical Induction of Antiferromagnetic Order.
J.-X. Qiu et al., Nature Materials (2023)

Layer-Dependent Optically Induced Spin Polarization in InSe.
J. Nelson et al., Physical Review B 107 (2023)

Large Exchange Coupling Between Localized Spins and Topological Bands in MnBi₂Te₄.
H. Padmanabhan et al., Advanced Materials 34, 2202841 (2022)

Intralayer charge-transfer moiré excitons in van der Waals Superlattices.
M. H. Naik et al., Nature 609 (2022), pp. 52–57

Reversible strain-induced magnetic phase transition in a van der Waals magnet.
J. Cenker et al., Nature Nanotechnology 17 (2022), pp. 256–261

Interlayer magnetophononic coupling in MnBi₂Te₄.
H. Padmanabhan et al., Nature Communications 13 (2022)

Evidence for a monolayer excitonic insulator.
Y. Jia et al., Nature Physics 18 (2021), pp. 87–93

Contatti

Dr. Simone Paziani
Dr. Simone Paziani

Contatti

Quantum Design s.r.l.

Via di Grotta Perfetta, 643
00142 Roma
Italy

Telefono:+39 06 5004204
Fax:+39 06 5010389
E-mail:italyqd-europe.com

Support

Vulnerability Reporting

Dr. Simone PazianiDirettore Commerciale
+39 06 5004204
Scrivi una e-mail