圖1. B = 14 T 時 CNP 附近測得的聲表面波相移和經度電阻的比較

◆ 突破性研究中的核心挑戰

研究團隊在1.8 K極低溫和14T強磁場環境下，通過聲表面波技術探測轉角雙層石墨烯(TBG)的量子物態。由于聲波信號在穿透樣品時產生的電壓響應極其微弱(微伏級)，且強磁場環境會引入嚴重電磁干擾，傳統測量設備難以實現高精度信號提取。這一難題直接關系到能否解析出朗道能級、陳絕緣態等關鍵量子態的特征信號。

◆ OE2052鎖相放大器的核心技術貢獻

在該研究中，OE2052鎖相放大器通過兩大核心技術優勢助力突破：

1.強磁場抗干擾能力

在14T超導磁體產生的極端電磁噪聲中，OE2052成功實現了對259.75MHz高頻聲波信號的相位偏移(Δθ)和振幅衰減(「 )的納米級精度測量，信噪比提升超百倍。

2.量子態探測靈敏度突破

憑借亞微伏級電壓分辨率，OE2052幫助團隊首次觀測到傳統電輸運無法捕捉的v_L = -1朗道能級(圖1)以及陳絕緣體在強磁場下的持續存在(圖2)。這些發現直接揭示了摩爾系統的高頻電導率特性，為理解關聯電子態的動力學行為開辟新途徑。

圖2. 通過聲表面波傳輸的電壓的歸一化相位與摩爾填充因子和垂直磁場的函數關系

◆ 推動量子材料研究的未來應用

該研究證實聲表面波技術是探測絕緣態、拓撲態等脆弱量子相的有效手段，而OE2052鎖相放大器在此類非接觸式測量中展現出獨特價值：

- 解決納米器件電接觸難題：避免傳統電極制備對摩爾樣品的損傷

- 高頻電導率解析：實現MHz級電導率測量(圖3)，揭示關聯絕緣態的頻散特性

- 為新材料研究提供通用平臺：特別適用于二維半導體、過渡金屬硫化物等低電導率體系

圖3. 通過聲表面波計算的高頻電導率

(a) 縱向傳輸電阻率 ρxx(黑色)和聲表面波重建電阻率 ρω，頻率為 fc = 259.75 MHz(紅色)，由聲表面波相移計算得出，是零磁場下摩爾填充因子v的函數

(b) 磁場下 v = +2 時的縱向電導率 σxx 和聲表面波重構電導率 σω

(c) 在零磁場下，v = +2 和 +4 時，ρxx 和 ρω 作為聲功率 P 的函數的比較

(d) 電子在 Enk 和 Emk 之間轉變所產生的直流帶間電導率

(e) Enk和Emk±ΔEω之間電子轉變所產生的交流帶間電導率;與 nF(Emk)相比，半填充時的小平帶色散導致 nF(Emk±ΔEω)顯著降低，從而抑制了高頻電導率

(f) 由于頻帶色散較大，交流電導率沒有受到影響。

◆ 國產高靈敏度鎖相放大器突破封鎖 助力國家科研事業穩步向前

論文致謝部分特別指出(Page 6)：

"We thank Prof. Zixin Wang from Sun Yat-Sen University and Huihui Meng from Guangzhou Sine Scientific Instrument Co., Ltd., for providing a high-sensitivity lock-in amplifier (Model OE2052) for this research."

我司技術負責人表示：“OE2052的設計創新使用了雙ADC(模數轉化器)結構，低頻段采用24位的ADC實現高精度測量，高頻段采用高速14位的ADC實現超高帶寬測量，實現高精度與超高帶寬的完美結合。其設計目標之一就是為極端條件物性測量提供‘電子顯微鏡級’的信號解析能力，此次在摩爾量子態研究中的成功應用，驗證了國產高端儀器支撐前沿基礎科學的能力。”

此項突破性研究不僅開辟了聲波探測摩爾量子相的新范式，更標志著中國自主研制的科研儀器在凝聚態物理前沿領域達到國際先進水平。隨著摩爾電子學、量子聲學等新興領域的發展，OE2052系列高靈敏測量設備將為揭示量子材料的本征物性提供強大技術引擎。

審核編輯 黃宇