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近年来，随着新型二维材料和拓扑材料研究的持续深入，研究者日益倾向于将低温、磁场、光激发等多种手段与电学测量相结合，实现对样品的多维度立体式的综合测量。在过去的几十年中，始终没有出现特别理想的实验设备可以兼具所有的测量手段。近五年来，随着新型仪器设备的迅猛发展，全干式超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool凭借其优质的性能脱颖而出。该系统可以无缝兼容共聚焦拉曼光谱/荧光光谱、荧光寿命扫描成像、紫外/可见/近红外光谱共聚焦扫描成像、偏振分辨二次谐波扫描成像、多功能光电流扫描成像、磁光克尔、反射磁圆二色、角分辨光谱等丰富功能，为科研工作者在新兴量子材料的研究中取得了丰硕成果提供了有力支撑与保障，以下为2024年发表于Nature正刊的具有代表性的科研工作。
超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool
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单层TaIrTe4的电子能带结构、晶格结构和基本电学性质
单层TaIrTe4中CNP的QSH边缘传导
03
静态和瞬态二次谐波（SHG）偏振测量
电极化和磁化动态
近年来，魔角石墨烯成为了科学研究的热点问题。在魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中，已经报道了丰富的多体相关相，这些相关相中既有经典特征也有奇异新特性。然而，对于理解这些相关相中潜在的物理学内含至关重要的动力学过程尚未得到深入的探索。近期，加州大学金辰皓教授研究团队发表的研究工作报道了利用激子探测和光学泵浦测量相结合的方法对MATBG体系的同旋序进行了研究。在放置了WSe2作为探测层的MATBG 系统中发现，在 ν = 2 附近和 ν = −3 与 −2 之间的填充范围内，同旋动态的寿命长达 300 ps，显著慢于电子温度的冷却时间10 ps。这一非热行为表明存在异常长寿命的同旋模式，超出了目前理论的预期。这些发现暗示了可能存在长程传播的集体模式、强烈的同旋波动以及记忆效应，并可能与谷间相干或非公度的 Kekulé 螺旋基态相关。此外，作者还研究了对同旋序的非平衡控制，能够在超快时间尺度上改变同旋序的状态。该项研究全方位地展示了MATBG中集体激发的特殊探索手段，并为主动控制莫尔系统中的非平衡现象铺平了道路。在该项研究工作中所有的光学测量均在超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool中完成。该项工作于今年8月以 “Long-lived isospin excitations in magic-angle twisted bilayer graphene”为题发表于Nature正刊。
样品示意图与光学泵浦探测，展示了MATBG中激子感测的同旋序和动态过程
电荷和同旋动态之间的解耦
目前，该系统不仅具备与各类光谱联用的多样化功能，还能够基于用户在自身光谱功能方面的实际需求，量身定制多种个性化解决方案，以满足多样化应用场景下的特殊需求。
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