極低溫制冷是指制冷溫度低于1K的制冷技術(shù)，廣泛應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、天文觀測(cè)、量子計(jì)算等領(lǐng)域。絕熱去磁制冷和稀釋制冷是目前主流的極低溫制冷技術(shù)，其中絕熱去磁制冷利用磁熱材料的磁熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷，具有高效、不依賴重力等優(yōu)點(diǎn)，稀釋制冷利用3He原子在極低溫下從濃相流入稀相時(shí)吸熱來實(shí)現(xiàn)制冷。

　　中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫與制冷研究中心立足于小型低溫制冷的長(zhǎng)期研究積累，于2019年開展極低溫制冷的研究工作，近期取得了系列重要進(jìn)展。在絕熱去磁制冷技術(shù)方面，科研團(tuán)隊(duì)探究了多級(jí)間歇和連續(xù)循環(huán)的高效熱力學(xué)流程，與晶體中心交叉合作開發(fā)了高傳熱效率順磁鹽模塊，搭建了單級(jí)和多級(jí)絕熱去磁制冷系統(tǒng)，解決了高精度控溫等技術(shù)難點(diǎn)。三級(jí)制冷系統(tǒng)最低溫可達(dá)48.6 mK，溫度波動(dòng)控制在μK級(jí)別。在稀釋制冷技術(shù)方面，研究搭建了特殊形式的冷凝泵型稀釋制冷機(jī)，揭示了低驅(qū)動(dòng)力下稀釋制冷整機(jī)運(yùn)行機(jī)理和損失機(jī)制，解決了低溫循環(huán)啟動(dòng)等技術(shù)難點(diǎn)，系統(tǒng)最低溫達(dá)到108 mK，進(jìn)一步的優(yōu)化工作仍在進(jìn)行。

　　上述研究對(duì)于提升我國(guó)極低溫平臺(tái)的自主研發(fā)能力具有重要意義，支撐天文望遠(yuǎn)鏡、量子計(jì)算機(jī)和單光子探測(cè)器等高端設(shè)備的研制和前沿科學(xué)研究。

絕熱去磁制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

冷凝泵型稀釋制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)