低溫強(qiáng)磁場掃描近場微波阻抗顯微鏡是一種與原子力顯微鏡兼容的掃描探針技術(shù)。sMIM 可以對尺寸接近10nm 材料的局域電學(xué)性質(zhì)（例如介電常數(shù)和電導(dǎo)率）進(jìn)行成像，觀察物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和特性。隨著當(dāng)代凝聚態(tài)物理以及信息功能材料的研究向納米尺度發(fā)展，sMIM 逐漸在半導(dǎo)體材料、相變存儲(chǔ)材料、超導(dǎo)材料、石墨烯材料等新型功能材料與相關(guān)的物理機(jī)理研究方面發(fā)揮重要作用，并成為這些研究領(lǐng)域中不可或缺的測量工具。特別是在低溫、強(qiáng)磁場等極端條件下，可以定量無損地對新型功能材料中存在的奇異量子物理現(xiàn)象進(jìn)行測量和研究。掃描近場微波阻抗顯微技術(shù)通過近場微波方法，以非常高的靈敏度和納米級別的分辨率對導(dǎo)體、半導(dǎo)體以及絕緣體等樣品的電容和電導(dǎo)同時(shí)進(jìn)行成像。

低溫強(qiáng)磁場掃描近場微波阻抗顯微鏡目前主要應(yīng)用于信息功能材料實(shí)驗(yàn)室對人工二維晶體超結(jié)構(gòu)、超導(dǎo)納米器件物理結(jié)構(gòu)和埋層納米超導(dǎo)電路進(jìn)行無損成像。其具有超強(qiáng)的納米精密檢測能力，將為實(shí)現(xiàn)高性能新型功能器件快速無損檢測提供條件；此外，通過增加降溫和強(qiáng)磁場等極端實(shí)驗(yàn)條件，還可以用于對高溫超導(dǎo)材料和石墨烯等新型二維信息功能材料原位表征，為研究實(shí)現(xiàn)在極端條件下二維晶體材料的導(dǎo)電機(jī)理研究提供條件。

設(shè)備原理

掃描近場微波阻抗技術(shù)與原？？顯微鏡相兼容，通過同軸屏蔽型的獨(dú)特探針結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在測量樣品表面形貌的同時(shí)能夠探測樣品局部的電導(dǎo)率以及介電常數(shù)相關(guān)的信息。利用激光對懸臂梁形變程度的靈敏探測實(shí)現(xiàn)樣品形貌的精確成像，而懸臂梁內(nèi)部的金屬導(dǎo)電通路則負(fù)責(zé)傳輸微波信號至探針尖端，通過收集反射的微波信號從而分析得到測量區(qū)域的電導(dǎo)率以及電容率信息。另外，sMIM在直流模式下能夠在探針上施加變化的直流偏壓引起樣品局部的載流子分布變化，通過電容-偏壓（C-V）曲線來探測樣品局部的載流子類型以及摻雜濃度；在交流模式下則可以通過dC-dV曲線來對樣品的整個(gè)掃描區(qū)域進(jìn)行摻雜類型和摻雜濃度的相對比較。