光學顯微鏡可以觀察肉眼看不見的生物細胞。電子顯微鏡的發明使人們進壹步看到了細胞的內部結構。隨著科技的進步，第壹臺掃描隧道顯微鏡(STM)問世，標誌著人類進入了在真實空間直接觀察和操縱原子的時代，打開了科學研究的另壹扇門。
幾十年來，科學家們在這壹領域壹直處於領先地位，為掃描隧道顯微鏡的成熟、多樣化、分工和專業化發展做出了貢獻。今天，人們可以借助掃描探針顯微鏡觀察、探測和操縱凝聚態物理、物理電子學、生物學、電化學甚至航空領域的微觀世界。
各種極端條件下掃描探針顯微鏡的發展壹直是科學家們研究的重點。在超高真空、低溫、強磁場等極端條件下，許多材料表現出壹些非常奇特的物理性質，如超導、量子霍爾效應、量子相變等。因此，建造壹種能夠在極端條件下工作的掃描探針顯微鏡成為了世界上許多研究者的目標。由於有太多新奇的物理現象可以在強磁場下用掃描探針顯微鏡表征，中國科大教授、中科院合肥物質科學研究院強磁場中心研究員盧欽谷多年來壹直在該方向攻關，並與團隊成員壹起取得了多項世界領先的科研成果。
物理學的美在於它的普遍性。作為壹門以科學實驗為基礎的學科，它通過不同的物理現象總結實驗規律，發現科學奧秘，產生了壹系列具有普遍意義的科研成果。
出身科學世家的陸青鈾，在父親母親高校畢業後，幾十年來壹直深耕物理、化學等研究領域。受國內濃厚科研氛圍的影響，陸輕鈾和妹妹陸輕銥都走上了科研之路，都在努力做出更多的科研成果。
壹直以來，美國的科技公司都處於世界領先地位，技術管理非常先進。在還是學生的時候，陸琴谷就為自己的人生做了壹個規劃:希望拿到博士學位後，在美國的科技公司工作五年，了解美國的高科技公司是如何運營管理的，技術是如何發展的，如何產業化的，然後提高產品的經濟效益，然後回國從事科研和成果轉化。
2000年，盧清鈾開始擔任美國賽普拉斯半導體公司的技術總監，他是僅有的兩個擁有O-1傑出人才簽證的人之壹。在公司“努力工作，盡情玩耍”的科研宗旨的影響下，盧琴谷和研究團隊的成員在工作中從未懈怠。在他看來，尤其是對於頂尖科研技術和科研產品的開發，世界上很多領先於自己的科研成果都會在毫秒間誕生。所以搞科研，要有憂患意識，要有不斷努力、不斷創新的意識。陸輕鈾在美國賽普拉斯半導體公司工作期間，主要從事VLSI技術的開發，並於2004年成為當時最先進的90 nm項目負責人。在他的帶領下，研究團隊通過不斷的研究，成功開發出世界上第壹款72兆比特的QDR-SRAM芯片產品，在業界引起巨大反響。
科學研究是基於國家的需要，這是魯輕鈾研究的初衷。“當我在國外學習的時候，我決定我必須回到中國。這是毫無疑問的。”盧輕鈾著說道。在他眼裏，把科研成果播種在祖國的土地上最有意義。
在國外從事多年科研工作後，陸輕鈾拒絕了公司開出的高薪聘請，毅然回國，於2005年成為中國科學技術大學國家微尺度研究中心教授。來到這個平臺後，他結合以往的研究基礎，集中研究在各種極端條件(氦3極低溫和稀釋制冷機)和惡劣條件(水冷磁體和混合磁體超強磁場)下獨立研制的掃描隧道顯微鏡、磁性顯微鏡和原子力顯微鏡，並將其應用於凝聚態物理、納米材料和生物分子以及活性溶液中化學過程的成像研究，取得了壹系列創新性科研成果。
追根溯源，其實早在20世紀80年代初，IBM蘇黎士實驗室的G·寧濱和H·羅勒就發明了掃描隧道顯微鏡(STM)，分辨率為0.1 nm。隨著STM的誕生，人類第壹次在真實空間中觀測到了單個原子，並且可以在超高真空和超低溫的條件下操縱原子。在掃描隧道顯微鏡的基礎上，研究人員發展了原子力顯微鏡、磁力顯微鏡、近場光學顯微鏡等。這些顯微鏡統稱為掃描探針顯微鏡。因為它們都依賴於非常鋒利的針尖來掃描所研究物質的表面，以檢測所收集的針尖和樣品之間的不同量的相互作用，從而獲得樣品表面的高空間分辨率形態學圖像以及相關的電學、光學和化學特征。比如掃描隧道顯微鏡檢測隧道電流，原子力顯微鏡檢測原子之間的相互作用。
“但它們都有缺點:特別怕震動。我們希望制造出性能更好的顯微鏡，力爭在各種惡劣條件下獲得原子級別的靈敏準確測量。”盧輕鈾著說道。極低溫度極高磁場下存在各種氦循環或水循環，導致其整個環境振動嚴重。而掃描隧道顯微鏡對振動、聲音等哪怕是微弱的幹擾也很敏感，因此對隔音、減振裝置提出了很高的要求，以保證壹個“準靜態”的成像環境。“在這種情況下，我們必須盡力使我們研制的顯微鏡更加抗振，即使在極其惡劣的條件下，我們仍然可以觀察到高清的原子分辨率圖像，這樣才能形成我們獨特的技術優勢。”他說。
通常情況下，如果科學家想要獲得強磁場環境，他們會選擇將超導材料制成線圈，然後浸泡在液氦中，材料將處於零電阻的超導狀態。這種狀態下會通過大電流產生強磁場，不會發熱。但是這種超導磁場有壹個重要的缺點，就是磁場不夠強，壹般達到20特斯拉或者稍高壹點就會失控，無法增大。
在這種情況下，科學家壹般會選擇將銅做成非常剛性的線圈，從而獲得30特斯拉以上的超強磁場，但是這種銅線圈需要特別大的電流才能產生超強磁場。與超導材料不同的是，這種線圈的電阻為零，會產生巨大的熱量，所以需要用強大的高壓水流來冷卻，會帶來巨大的震動。在如此惡劣的條件下，世界上沒有人能把任何壹臺原子分辨率的顯微鏡放進去觀察。
魯輕鈾團隊長期致力於強震動、氣液反應環境等惡劣條件下的原子分辨率成像，最終在“水冷強磁體超惡劣條件”和“反應溶液惡劣條件”下實現了高分辨率原子分辨率成像。通過多年研究，他們自主研發了國際首臺水冷磁體超強磁場原子分辨率STM，獲得了創紀錄的27T超強磁場下的原子分辨率圖像。在此基礎上，他們還自主研發了世界上第壹臺混合磁體超強磁場原子分辨率STM，並在30T以上的創紀錄超強磁場下獲得了原子分辨率圖像。相關研究處於國際領先地位。
此外，魯輕鈾團隊還將原子分辨率STM放在壹些活性或化學溶液中觀察這種狀態下的原子分辨率圖像，突破了以往的研究瓶頸，獲得了清晰穩定的原子分辨率圖像，並發表了相關文章。
在商業上，現有的低溫強磁場掃描隧道顯微鏡設備大多建立在濕式超導磁體上，振動和聲音幹擾微弱，其弊端也逐漸顯現:設備高度依賴液氦的供應，液氦供應日益緊張，運行成本不斷增加，甚至遠遠超過磁體本身的成本；此外，重要樣品的掃描隧道顯微鏡(STM)光譜往往需要連續穩定測量數天甚至數周，而濕超導體通常很難壹次性維持這麽長時間。目前的趨勢是依靠液氦降溫的濕式超導磁體逐漸轉向使用氦循環制冷機(不需要補充液氦或氦的封閉系統)的幹式超導磁體，並在多種測試方法(運輸測試、核磁共振、樣品生長等)中得到應用。)，但在掃描隧道顯微鏡的應用領域還是空白，主要是因為幹式超導磁體工作時會產生超振動和聲學噪聲。
在此背景下，魯輕鈾課題組經過不斷研究，成功研制出世界上第壹臺適用於幹式超導磁體的插入式原子分辨率掃描隧道顯微鏡。相關研究成果發表在顯微鏡領域的頂級期刊《超微顯微鏡學》上。之後，他們通過建立“合肥中科威力科技有限公司(www。CASmF.com)”來推進市場化進程。目前已有多套產品通過客戶驗收，運行效果良好。
陸輕鈾團隊的科研探索之路從未停止。2017，陸輕鈾開始擔任國家重點研發計劃“基於加速器光源的高通質量性質和結構的原位表征”首席科學家。在這個項目中，他們將掃描探針顯微鏡與同步輻射加速器的先進光源和強磁場相結合，將光學顯微鏡的分辨率從微米級提高到納米級，使其能夠在低溫和強磁場環境下調控材料和觀察磁疇結構。這種研究目前國際上沒有先例，成果誕生後將創造世界領先的科研成果。如今，這個項目正在穩步推進。
創新是科學家的使命。在盧欽谷看來，創新是壹種習慣。壹切都要獨立完成，而不是買來的。以此作為自己的研究潛意識，不斷提高自己的研究方法和水平，通過不斷的創新探索，會有更多自主創新的科研成果。
壹直以來，魯輕鈾團隊都在做國際領先的儀器。在他看來，商業儀器是批量生產的，很難將創造性的科研思想融入其中，也無法保證每個部件的優秀。但是，自研設備的每壹個部件都可以精挑細選，壹些別出心裁的想法都能及時實現。
在多年的科研創新道路上，陸輕鈾已獲得30多項國家發明專利授權；在Science、Nature Materials、Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Nano Letters、eLife等高影響力期刊發表論文。
在優秀科研成果的基礎上，盧青鈾還入選了2005年教育部新世紀傑出人才、2010年中國科學院重點技術人才、2015年南京市科技創業領軍人才。2018至今任美國著名科學儀器期刊《科學儀器評論》副主編；2017年獲中國科學院優秀科技成果獎，2019年獲安徽省科學技術壹等獎，2020年獲安徽省政府津貼。這些都是對他多年創新和堅持不懈的肯定和鼓勵。
育人為學，兢兢業業。作為新時代科研生的領軍人物，盧青鈾也希望自己的學生能夠在科研興趣的驅動下，不斷深化自己的研究領域。他相信，只要新壹代的科研生能夠把自己的科研技術打磨得更加紮實，他們在任何領域都會大放異彩。
實用科學研究，不問問題。對於未來的科學發展規劃，魯輕鈾還將從事極端條件下工作的掃描探針顯微鏡的研發，同時尋求更多高校與企業的產學研合作，從而發現壹些更先進的儀器原理。面對未來科研領域的更多可能，他堅信，在各種極端條件下的掃描探針顯微鏡研發中，他和他的研究團隊壹定會做出更多世界領先的科研成果，踏著中國研究員的腳步在這壹領域落地。
盧慶鈾，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授，中國科學院強磁場中心研究員。主要從事各種極端惡劣條件下掃描隧道顯微鏡(STM)、磁性顯微鏡(MFM)、原子力顯微鏡(AFM)的自主研發，應用於凝聚態物理、納米材料、生物分子、活性溶液中化學過程的多學科成像研究。
從事科研多年，授權30多項國家發明專利。以第壹或通訊作者身份在《科學》、《自然材料》、《自然通訊》等高影響力期刊發表論文。2017成為國家重點R&D計劃項目負責人；2018至今任國際知名科學儀器期刊《科學儀器評論》副主編；2017獲中國科學院優秀科技成果獎；2019獲安徽省科學技術獎特等獎(第壹屆)。