高精尖科学仪器的获得是基础前沿科学探索研究及新发现的最重要因素之一。过去一些年里，我国在超高真空分子束外延及其相关装备的研制方面与发达国家存在着巨大差距，成为我国相关领域科学研究、应用开发水平、重大原创性科研成果产生的重要瓶颈和掣肘。作为研究低维材料和表面科学的重要工具，扫描隧道显微镜（STM）及其相关各类扫描探针显微技术（SPM）的发明极大推动了纳米科技的发展。
然而作为复杂的综合性系统，该类设备涉及超高真空、低温、极低振动、精密机械加工、精密电子学探测和控制等诸多技术领域，我国SPM设备长期以来主要依靠从发达国家进口。
中国科学院物理研究所高鸿钧研究组（N04组）多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面应用的研究，取得了一系列重要成果。同时也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累，奠定了扎实的基础。
通过与物理所技术部研究员郇庆紧密合作，他们自主研制了一批核心关键部件，成功完成了一台商业化四探针系统的全面升级改造。针对原有系统所存在的噪音大、温漂显著、分辨率低等问题，他们将该系统进行了多方位彻底改造，包括减振与阻尼、扫描结构、导热链接与热屏、针尖定位扫描电镜的替换等，从根本上解决了系统信噪比、机械和温度稳定性、成像分辨率以及降温等方面的问题。
最近，在郇庆研究员的直接指导与带领下，N04组的博士研究生吴泽宾、高兆艳等成功研制并搭建了多台套新型低温光学SPM联合分子束外延（MBE）系统，具有性能稳定、可扩展性强、样品制备能力完善和光学兼容性好的特点，主要技术指标达到国际同类商业化系统的优良水平。由于所采用的诸多核心部件均为自主研发，因此系统具有商业化系统所不具备的多项优点。该研发团队对系统进行了反复调试和设计改进，并完成了全面的性能测试。
他们在干净的HOPG表面和Au(111)表面均可获得高清原子分辨图像，并进一步通过扫描隧道谱、隧穿结噪声谱、二维周期原子结构制备等手段验证了系统的各项性能。
目前，所搭建的多台套系统已分别交付物理所、清华大学、国家纳米科学中心、中山大学等合作单位以开展不同方向的研究应用，并通过远程运输和异地安装测试，多方面验证了系统的设计合理性和可靠性。进一步地，按照科技部重大科学仪器专项要求，研发团队已将研制成果在更大范围进行了推广应用。目前，包括多种蒸发源及控制器、扫描探头、光学调整台、分子束外延系统等在内的部件和成套系统，已在国内外数十所高校和科研机构推广应用。