来源:中国科学院理化技术研究所 发布时间:2022/12/2 16:27:44
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中科院理化所在极低温制冷研究方面取得重要进展

 

极低温制冷是指制冷温度低于1K的制冷技术,广泛应用于凝聚态物理、天文观测、量子计算等领域,至今已经有20余项诺贝尔物理学奖成果来自极低温区,如超流3He、量子霍尔效应等。绝热去磁制冷和稀释制冷是目前主流的极低温制冷技术,其中绝热去磁制冷利用磁热材料的磁热效应实现制冷,具有高效、不依赖重力等优点,稀释制冷利用3He原子在极低温下从浓相流入稀相时吸热来实现制冷。

科院理化所低温与制冷研究中心立足于小型低温制冷的长期研究积累,从2019年开始开展极低温制冷的研究工作,近期取得了一系列重要进展。在绝热去磁制冷技术方面,深入研究了多级间歇和连续循环的高效热力学流程,与所内晶体中心交叉合作开发了高传热效率顺磁盐模块,搭建了单级和多级绝热去磁制冷系统,解决了高精度控温等技术难点。三级制冷系统最低温可达48.6 mK,温度波动控制在 μK级别。在稀释制冷技术方面,搭建了特殊形式的冷凝泵型稀释制冷机,揭示了低驱动力下稀释制冷整机运行机理和损失机制,解决了低温循环启动等技术难点,系统最低温达到108 mK,进一步的优化工作仍在进行。

上述研究工作对于提升我国极低温平台的自主研发能力有重要意义,大力支撑包括天文望远镜、量子计算机和单光子探测器等高端设备的研制和前沿科学研究。

绝热去磁制冷机实验平台

冷凝泵型稀释制冷机实验平台

 
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