科技导报

作者：冯启元, 孟文杰, 王纪浩, 侯玉斌, 张晶, 陆轻铀*

单位：1.中国科学院合肥物质科学研究院,强磁场科学中心,合肥230031；2.中国科学技术大学,合肥微尺度物质科学国家研究中心,合肥230026；3.中国科学技术大学,先进光子科学技术安徽省实验室,合肥230026；

关键词：扫描探针显微镜,超强磁场,极低温,扫描隧道显微镜,原子力显微镜

基金：国家重点研发计划项目(2023YFA1607701)

真实空间中的原子分辨扫描探针显微镜（scanning probe microscopy，SPM），包括扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscopy，STM）、原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）等的发明是显微学发展的里程碑。相比于其他高分辨显微技术，SPM具有很好的极端条件兼容性，特别适合于在极低温、极强磁场、先进光源光场等各种极端条件下工作，对功能材料、生命物质等的物性量子起源探索起到非常关键的作用。但是其也有一个显著的缺点：特别惧怕振动干扰，甚至微弱的声音干扰。这极大限制了SPM的作用，因为极端条件往往是极其恶劣的。鉴于此，文章将介绍陆轻铀课题组长期研究所发展起来的恶劣条件原子分辨SPM技术，以及所创造出的超强磁体和干式超导磁体原子分辨成像、活性和反应溶液大分子动态原子分辨率成像等多项“国际首次”，特别介绍关于水冷磁体、水冷–超导混合磁体等超强磁场下的原子分辨率STM成像；脱氧核糖核酸（DNA）、核小体（及其动态折叠过程）、表皮生长因子受体（epidermd growth factor reteptor，EGFR）蛋白、抗体（antibody）等生物及化学大分子在活性生理溶液环境，或化学反应条件下的原子分辨成像；磁斯格明子、人工斯格明子、斯格明子多磁态、周期性高密磁结构方面的高灵敏测量与调控等，并在此基础上介绍相关的技术发展与应用前景。

来源：2025年第7期

《科技导报》期刊编辑部

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