論文の概要: Ultralow-Temperature Cryogenic Transmission Electron Microscopy Using a New Helium Flow Cryostat Stage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.22804v1
- Date: Fri, 26 Sep 2025 18:09:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-30 22:32:18.881212
- Title: Ultralow-Temperature Cryogenic Transmission Electron Microscopy Using a New Helium Flow Cryostat Stage
- Title（参考訳）: 新しいヘリウムフロークライオスタットステージを用いた極低温極低温透過電子顕微鏡
- Authors: Young-Hoon Kim, Fehmi Sami Yasin, Na Yeon Kim, Max Birch, Xiuzhen Yu, Akiko Kikkawa, Yasujiro Taguchi, Jiaqiang Yan, Miaofang Chi,
- Abstract要約: CondenZeroの低温冷却システムは、超低温でのイメージングと分光のために設計されている。
このシステムは、振動減衰ステージに装着された外装デワーと、加圧低ノイズヘリウム輸送線とを含む。
7K未満の信頼性の高い低温操作を提供し、量子材料中の電子および磁気相変換を直接可視化するための低ドリフト経路を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.829390760275326
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Advances in cryogenic electron microscopy have opened new avenues for probing quantum phenomena in correlated materials. This study reports the installation and performance of a new side-entry condenZero cryogenic cooling system for JEOL (Scanning) Transmission Electron Microscopes (S/TEM), utilizing compressed liquid helium (LHe) and designed for imaging and spectroscopy at ultra-low temperatures. The system includes an external dewar mounted on a vibration-damping stage and a pressurized, low-noise helium transfer line with a remotely controllable needle valve, ensuring stable and efficient LHe flow with minimal thermal and mechanical noise. Performance evaluation demonstrates a stable base temperature of 6.58 K measured using a Cernox bare chip sensor on the holder with temperature fluctuations within 0.04 K. Complementary in-situ electron energy-loss spectroscopy (EELS) via aluminum bulk plasmon analysis was used to measure the local specimen temperature and validate cryogenic operation during experiments. The integration of cryogenic cooling with other microscopy techniques, including electron diffraction and Lorentz TEM, was demonstrated by resolving charge density wave (CDW) transitions in NbSe2 using electron diffraction, and imaging nanometric magnetic skyrmions in MnSi via Lorentz TEM. This platform provides reliable cryogenic operation below 7 K, establishing a low-drift route for direct visualization of electronic and magnetic phase transformations in quantum materials.
- Abstract（参考訳）: 低温電子顕微鏡の進歩により、相関物質中の量子現象を探索する新たな道が開かれた。
本研究は, JEOL (Scanning) Transmission Electron Microscopes (S/TEM) 用, 圧縮液体ヘリウム (LHe) を応用し, 超低温での撮像・分光を行うための新しいサイドエントロコンデンゼロ低温冷却装置の設置と性能について報告する。
このシステムは、振動減衰ステージに装着された外乱と、遠隔操作可能なニードルバルブを備えた加圧低騒音ヘリウム輸送ラインを備え、最小の熱的および機械的ノイズで安定かつ効率的なLHe流を確保できる。
アルミニウムバルクプラズモン分析による補間電子エネルギー損失分光法(EELS)を応用し, 局所試料温度を測定し, 実験中の低温動作の検証を行った。
電子回折とローレンツTEMを含む他の顕微鏡技術と低温冷却の統合は、NbSe2の電荷密度波(CDW)遷移を電子回折を用いて解決し、ローレンツTEMを介してMnSiのナノメトリック磁気スカイロミオンを撮像することで実証された。
このプラットフォームは、7K以下の信頼できる低温操作を提供し、量子材料中の電子および磁気相変換を直接可視化するための低ドリフト経路を確立する。
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