材料生长平台
等离子增强化学气相沉积系统
等离子增强化学气相沉积系统主要由Thermal Scientific公司的等离子体发生器与管式炉以及一台Ewards公司的12L真空泵组成，配有八路气体，工作温度在室温至1400K之间，该设备主要用来生长石墨烯以及二维过渡金属硫族化合物。
管式炉
我们有7台型号为OTF-1200X-II 的双温区管式炉，最高温度可达到1200℃。两个温区分别由两个独立的温控系统来控制，基于PID算法，可实现30段程序化控温。通过设置两个温区的控温程序可使炉管内形成特定的温度梯度。此外，我们还有1台型号为OTF-1200X-III 的三温区管式炉，可实现三段独立控温，最高温度可达到1200℃。此系列管式炉可以凭借CVD或CVT方法被用来生长纳米薄膜材料或bulk单晶。
马弗炉
我们有1台型号为KSL-1400X-A3 的箱式炉，炉膛最高温度为1400℃。同时我们还有1台Nabertherm制造的 LH30/13马弗炉，具有5面加热确保良好的温度均匀度，最高温度可达1300℃。此系列马弗炉可以利用flux的方法来生长bulk单晶材料。
超净间微纳加工平台
SEM-EBL系统
扫描电子显微镜（SEM）用于表征材料的形貌，其放大倍数范围涵盖了光学显微镜的范围并延伸到纳米级。电子束光刻则是基于扫描电子显微镜的一种制备半导体器件的方法。它利用聚焦扫描电子束在覆盖有电子感光试剂的样品上进行用户定制图案的曝光。电子束光刻的主要优点是可以制作出10 nm大小的定制图案器件。
电子束蒸发与磁控溅射联合系统
电子束蒸发是目前真空镀膜技术中一种成熟且主要的镀膜方法。磁控溅射是物理气相沉积的一种，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。本系统集成了电子束蒸发与磁控溅射两种功能，配备有油泵、分子泵以及冷泵，最高真空度可达1E-8Torr。本系统所具备的薄膜生长与金属电极制备功能是各种样品制备过程中必不可少的一环。
原子层沉积系统
原子层沉积 (Atomic layer deposition)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处，但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这使得每次反应只沉积一层原子。原子层沉积过程中，材料的厚度、成份和结构都是可控的，生成的材料均匀且致密。目前我们主要利用该设备生长晶体管电介质层和忆阻器开关层。
化学操作间
化学操作间为纳米微加工提供便捷、安全的操作环境。化学操作间配备有通风橱、匀胶机、热板、超声清洗机、搅拌器、冰箱等常用仪器设备。
材料器件封装表征平台
光学显微镜
4台Nikon高性能ECLIPSE Ci系列正置科研显微镜用于样品观察及处理。高亮度环保照明灯为相衬和简易偏光观察也可提供足够的光线强度。通过高品质的物镜，可呈现明亮的高对比度的图像。显微镜与尼康Digital Sight 系列相机配合使用，使标本拍摄变得轻松高效。
原子力显微镜
原子力显微镜拥有极高的分辨率和极低的噪音水平。 借助ScanAsyst 和Peak Force Tapping模式，可以在几分钟内获取高质量的图像。多种模式和配件能够帮助我们得到样品的表面形貌信息并研究样品的物理性质。
多级联合手套箱
现在诸多的量子材料使量子调控方向的基础实验研究成为可能，但是很多相关量子材料都极不稳定，易被空气中的氧气和水损坏，从而影响相关微纳电学元件的性能稳定。实验室拥有四台氮气手套箱，并且实现手套箱之间的多级联合，从而使得材料的电学元件在纳米微加工的多个步骤过程（包括样品剥离、异质结转移、光刻胶旋涂、电极显影及蒸镀、焊线、室温电学测量等）都能与氧气和水隔离的环境中完成。
二维材料可控转移设备2套（惰性/大气氛围）
二维材料层间范德华作用使得它们可以相互堆叠，形成人工的异质结结构而不引入缺陷或杂质。转移需要通过调节有机物薄膜与不同材料间的相互作用大小，从而实现二维晶体在不同衬底上的剥离、堆叠、扭角、折叠、翻转和释放。转移台兼容多种转移技术，并且可针对不同工艺灵活调整。通过整合步进电机，可以实现对空间位置0.1μm以下的精确控制，避免了手动操作带来的干扰与不确定性。
惰性氛围电子束蒸发仪
很多相关量子材料都极不稳定，易被空气中的氧气和水损坏，从而影响材料的结构和器件的性能。我们组建了一套与氮气手套箱联合使用的电子束蒸镀仪，用来制备易氧化二维材料及量子材料的微纳电学元件的高熔点金属的电极，例如Cr、Ti、Au、Pt等，并最终进行室温和低温强磁场的输运测量方面的研究。
惰性氛围热蒸发仪
低熔点的金属，例如铟等，这类材料被证明可以极大的改善二维材料以及一些三维拓扑材料的接触电阻。我们新购置了一套惰性氛围下工作的热蒸发仪制备铟电极，从而得到高性能的微纳电学元件。此外，由于铟拥有良好的柔韧性，可以作为柔性电学元件的源漏电极以及顶栅电极。
惰性氛围器件测试系统
室温探针台放置在氮气手套箱中，可以实现在惰性环境下得到器件之后直接进行简单的电学测量，而全程与空气/水蒸气隔绝。这对于快速表征和挑选易氧化二维/量子材料电子器件至关重要。
焊线机2台（惰性/大气氛围）
焊线机是用于连接集成电路（或其他半导体器件）和半导体器件制备封装的仪器。还可以用于集成电路与其他类型电子电路（例如PCB）之间的连接。焊线是大部分半导体器件封装中使用的高效、便宜与稳定的连接技术。我们实验室拥有惰性氛围和大气氛围下工作的焊线机各一台，主要用于连接由二维材料制备的电子器件与芯片载体，而芯片载体则是所有器件测量的基础。
光电测试平台
拉曼光谱仪
拉曼光谱与入射光频率无关，它只与散射样品本身的结构有关。其光谱信息取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，因此与之对应的拉曼光谱也是特征的。因此拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据。
中远红外激光器
中红外激光器是作为光电器件中红外探测的光源，拥有4，5，8，10um四个波段。
光学低温恒温器
牛津仪器（Oxford Instruments）的低温恒温测量系统，可通过液氮进行降温，最低温度可达77K。仪器顶部拥有一个光学窗口，可进行打光进行光电测试。同时也可实现变温拉曼，变温PL等功能。
7T磁光系统
牛津仪器（Oxford Instruments）的SpectromagPT无液氦超导磁光系统提供了集成的磁/光/电测量平台，系统底部有四个光学窗口，系统基础温度在 1.5 K, 超导线圈可产生水平方向的7T强磁场。
低温输运测量平台
牛津仪器低温制冷机（3台）
牛津仪器的无液氦超导磁体和变温插杆集成系统Teslatron PT提供低温以及强磁场的测量环境。实验室一共有三台制冷机，最高磁场分别可达14T、12T和8T，变温范围1.5K到300K。配合氦三插杆和稀释制冷机插杆，最低温度分别可以达到250 mK和25 mK。结合旋转插杆则可以实现不同方向磁场的测量。这套系统是进行各种样品的低温强磁场输运测量的基础。
弱信号测试设备
各类弱信号测试源表是完成微纳器件输运性质表征的核心工具。目前实验室拥有的测试源表包括SR560电压放大器9台，SR570电流放大器6台，SR830锁相放大器10台，电流源（keithley 6221，Yokogawa GS200）共3台，多功能电压源表（keithley 2636，2635和2400）共8台。
半导体与系统测量平台
Cascade Summit系列测量平台
采用PureLine和AttoGuard 技术的Cascade Summit系列测量平台能够用于 200mm 和 150mm 晶圆的测试仪器的完整测量范围。有着 RF/微波、器件特性描述、晶圆级可靠性、电测试、建模或是良率提升等多种应用。
阵列测试探针台
阵列测试平台用于对1T1R阵列进行读取、写入、矩阵向量点乘等操作。YB600探针台用于实现片上的忆阻器阵列与片外的测试设备之间的连接。目前外围的测试设备包括M9185A（DAC），M9101A、M9120A（矩阵开关），M9216A（DAQ），M9111A（SMU）。
半导体器件分析仪
Agilent B1500A半导体器件分析仪将多种测量和分析功能整合到一台仪器中，可精确快速地进行器件表征，它是唯一能够提供广泛的器件表征功能以及最出色测量可靠性和可重复性的多功能参数分析仪。它能够执行从基础电流-电压(IV)和电容-电压(CV)表征到最佳快速脉冲IV测试的全方位测量。
Lakeshore变温探针台
半导体电子器件技术的研究需要在低温及高温的变化温度下对半导体样品进行分析测试。Lakeshore变温探针台采用液氦闭循环制冷机制冷，最低温度可到10K。此外，所配置高温样品座可以让样品台最高温度达到675K。变温探针台还可以实现样品在光照环境下电学性能的测量。