低温环境是研究材料物理特性、测试量子器件性能的核心条件。传统低温探针台依赖液氦作为制冷剂，但液氦资源的稀缺性、高昂的采购成本以及复杂的存储维护流程，长期制约着低温测试的普及与高效开展。近日，艾博纳（ABN）推出的无液氦低温探针台，通过创新制冷技术与精密系统设计，为低温测试领域提供了可持续、低成本的解决方案，重新定义了低温测试的技术范式。
一、传统液氦探针台的痛点与技术突破方向
液氦的沸点为4.2K，是实现极低温环境的传统选择，但它存在三大核心问题：一是资源依赖——全球液氦产量有限，且分布不均，导致供应稳定性不足；二是成本高昂——液氦的采购、运输及存储成本占设备运营费用的60%以上；三是操作复杂——液氦需要定期补充，且低温腔的维护需专业人员操作，增加了实验的时间成本。
艾博纳无液氦低温探针台的核心突破，在于采用自主研发的两级脉冲管制冷系统替代液氦制冷。该系统通过闭式循环实现低温环境的持续维持，无需外部制冷剂补给，从根本上解决了液氦依赖的痛点。
二、核心技术解析：制冷与测试系统的精密设计
1. 脉冲管制冷系统：高效无耗的深冷方案
艾博纳的制冷单元采用两级脉冲管结构，一级制冷至约40K，二级进一步降至10K以下（最低可达4.5K）。其工作原理是：压缩机提供的高压氦气（作为制冷工质，非液氦）经回热器进入脉冲管，通过周期性的压缩与膨胀过程，将热量从低温端转移至室温端。该系统无机械运动部件（除压缩机外），减少了磨损与故障概率，平均无故障运行时间（MTBF）可达3万小时以上。
制冷系统还配备了智能温控算法，可实现10K至300K范围内的连续温度调节，温度波动控制在±5mK@10K，确保测试数据的高重复性。
2. 低温腔与样品台：精密控制的测试环境
低温腔采用多层真空绝热结构，外层为不锈钢真空腔，内层覆盖高反射率的多层绝热材料（MLI），有效降低热辐射损失。样品台采用蓝宝石衬底，具有优异的热传导性与化学稳定性，可兼容2英寸晶圆及各类小型样品（如量子芯片、超导薄膜）。
样品台的定位系统采用压电驱动平台，支持X/Y/Z轴的微米级精度控制（定位误差±1μm），探针尖端与样品的接触压力可精确调节至微牛级别，避免损伤敏感的量子器件或纳米材料。
3. 探针系统：多通道与高兼容性
探针台配备4-8通道可调节探针臂，兼容钨针、铂铱针等多种探针类型，满足多端子电学测试需求（如四探针电阻测量、霍尔效应测试）。探针臂的角度与高度可自由调整，适配不同样品的测试场景。此外，系统集成了高精度电流/电压源与信号放大器，可实现纳安级电流与微伏级电压的精确测量。
三、 应用场景：覆盖科研与产业的多元需求
艾博纳无液氦低温探针台的应用场景广泛，涵盖量子技术、超导材料、半导体器件等领域：
量子器件测试：可用于量子芯片的低温电学表征，测量量子比特的相干时间、门操作 fidelity等关键参数，为量子计算芯片的研发提供数据支撑；
超导材料研究：能测试超导薄膜的临界温度、临界电流密度，以及磁场下的输运特性，助力高温超导材料的性能优化；
半导体器件分析：可分析MOSFET、FinFET等器件在低温下的载流子迁移率、阈值电压漂移等性能，为高性能芯片的设计提供参考。
四、 技术价值：推动低温测试的可持续发展
与传统液氦探针台相比，艾博纳无液氦方案具有显著优势：一是运营成本降低——无需液氦补给，每年可节省数万元的制冷剂费用；二是操作便捷——一键启动制冷，无需专业人员维护；三是环境友好——减少液氦挥发带来的资源浪费与温室气体排放。该设备的推出，不仅解决了传统低温测试的痛点，还为低温技术的规模化应用提供了可能。未来，艾博纳将继续优化制冷效率与测试精度，为科研机构与产业界提供更高效的低温测试解决方案，推动相关领域的技术创新与产业落地。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市相城区（Medpark）和江苏省淮安市的高科技企业，成立于2022年8月。公司专注于高端光学科学仪器和医学成像设备的研发、制造与销售。
其产品涵盖显微成像解决方案、真空与镀膜技术以及光学元件，产品范围从基础光学显微镜到先进的纳米级三维成像显微镜。
公司还致力于新一代人工智能驱动的科学设备研发，聚焦于纳米尺度二维材料电子器件（如石墨烯芯片）的应用研究，并结合诺贝尔奖获奖技术进行创新探索。
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