高精度离子探针设备

一个能够检测武器级的铀(signs of weapons-grade uranium)、新的矿石储量和验证地球上早期生命的科研实验设备最近在西澳大利亚大学建设成功。 　　这个建于该大学显微研究中心，带有超灵敏微型离子探针(ultra sensitive microprobe)的高灵敏度显微镜，具有独特的描述和分析功能。该中心是目前世界上唯一能够安放两台此类实验装置的实验室。在启动仪式上，创新、工业与科研部长Kim Carr说，这种超灵敏的微型离子探针将会极大地提高该设备开展世界领先科研的能力。 　　新的微型探针通过打在检测样本上的高能量离子束，有能力检测出各种不同物质之间的化学特性的差异。它能用来追踪远古已灭绝动物的迁移轨迹，从而搜寻它们灭亡的原因。 　　其它应用还包括研究珊瑚的生长规律，以便更好地了解澳大利亚大堡礁珊瑚白化病的成因和气候变化问题，以及区分造成危害的污染来源。 　　微型探针也能够被用于研究远古的陨石, 帮助我们了解太阳系是如何形成的。 　　这种新型微型探针在南半球目前只有一个，而全世界也只有15个。 　　Kim Carr部长，这个设备的潜力是广阔和巨大的, 来自全国各地的研究人员将会非常渴望使用这一新设备。对于600万澳元的微型探针的高投入，澳大利亚政府已经投入了150万澳元经费支持。政府还将继续投资新的大型科研设备。

我国引进的第一台NanoSIMS 50L型纳米离子探针验收会于近日在中国科学院地质于地球物理研究所召开。中国科学院地质于地球物理研究所副所长吴福元研究员为组长的专家组认真听取了法国CAMECA公司纳米离子探针设计师、Franç ois Hillion博士所作的验收报告。专家组对仪器的验收指标有关问题进行了提问，一致认为该仪器的技术参数不仅全部达到合同要求，大部分还优于合同要求的验收指标。 纳米离子探针 　　纳米离子探针具有极高的空间分辨率(Cs+源束斑小于 50nm，O-源束斑小于200nm)，与我所已有的CAMECA ims 1280高精度离子探针互补，构成国际上非常先进的的离子探针分析平台。新引进的NanoSIMS 50L型纳米离子探针配置了7个信号检测器(每个配置法拉第杯和电子倍增器)，可以同时测量7个同位素(或元素)，分析精度好于千分之一。该仪器可以分析除稀有气体以外，元素周期表中从H至U的全部同位素(元素)，并能获取同位素分布的高分辨图像。纳米离子探针的引进，为我国比较行星学、地球科学、材料科学、以及生命科学等领域提供了新的大型实验分析平台。

仪器信息网讯 2023年12月22日，由中山大学承办的中国计量测试学会离子与原子探针专业委员会成立大会在广州从化文轩苑会议中心成功召开。离子与原子探针专业委员会是根据离子与原子探针相关领域的生产、研究、应用及教学的发展需要，由中国计量测试学会（以下简称“学会”）批复设立的分支（代表）机构。来自离子与原子探针领域的近百位专家齐聚一堂，共同见证了专委会成立。大会现场会议开幕式由中山大学分析测试中心陈建研究员主持，中国计量测试学会副理事长兼秘书长马爱文教授、中山大学副校长邰忠智和中国计量测试学会副理事长李献华院士分别致辞。中山大学分析测试中心 陈建研究员 主持开幕式中国计量测试学会副理事长兼秘书长 马爱文教授 致辞中国计量测试学会副理事长兼秘书长马爱文教授在致辞中表示，自2019年5月20号开始，国际计量七个单位全部定义到基本物理常数上，代表着国际测量科学全面进入量子化时代，量子测量将成为未来测量的主要技术手段，也将成为引领新一轮科技革命的重要主题。量子测量就是利用量子基本特性进行的高精度高灵敏度的测量工作，离子和原子探针技术就是利用离子和原子特性进行测量，是一项前沿先进的测试技术。马爱文希望委员会能够紧紧围绕国内外离子与原子探针技术开展调查研究，为政府和产业发展提供政策建议。紧紧围绕离子与原子探针前沿技术发展方向，不断开展学术交流学术会议，推动量子测量技术的不断进步；要紧紧围绕量子化测量方法，评价体系的开展，团体标准的制定，推动相关科研成果的转化以及产业链的不断发展；同时也要加强科普创新宣传工作，让更多的人了解离子与原子测量技术，让更多的领域应用这些先进技术。中山大学副校长 邰忠智 致辞中山大学副校长邰忠智指出，计量是实现单位统一，保证量值准确可靠的活动，是科技创新、产业发展、国防建设、民生保障的重要基础，是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑。党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，我国的计量事业的得到了快速的发展。作为中国科协的一级学会，中国计量测试学会聚集了我国计量测试领域中一大批具有高科技学术水平的专家学者，充分发挥学会科研院所、高校等单位的优势和作用，集聚各方资源和力量，共同推动国家现代先进测量体系建设，对国家的经济建设和国防领域发展起到了积极的作用。中国计量测试学会副理事长 李献华院士 致辞李献华院士表示，从1993年开始，以清华大学查良镇教授为代表的老一辈科学家，就自发组织了二次离子质谱研讨会，而原子探针技术用户研讨会到目前也举办了十二届。离子与原子探针技术专业委员会的成立，将为提升中国离子与原子探针研究的国际地位和影响力提供了组织保障，同时也将为我国举办2026年的国际二次离子质谱大会提供了有力支撑。今天离子与原子探针专业委员会成立大会是我们大家多年的夙愿，也是我国离子与原子探针专业领域的新起点。我们要以此为契机，共享资源，协同创新，建立产学研用交流服务的大平台，促进科研和产业的高质量发展。开幕式致辞结束后，会议议程环节由天津工业大学科学技术研究院院长赵丽霞教授主持。天津工业大学科学技术研究院院长 赵丽霞教授 主持会议议程赵丽霞在会上回顾了专委会成立前的历史和前期工作，并宣读了《中国计量测试学会关于同意成立离子与原子探针专业委员会的批复》。之后，会议审议和表决通过了《中国计量测试学会离子与原子探针专业委员会工作条例》草案；选举产生了中国计量测试学会离子与原子探针专业委员会委员、主任委员、副主任委员，并宣读最终选举结果及颁发聘书；提名表决产生了专委会秘书长和副秘书长；研讨了《中国计量测试学会离子与原子探针专业委员会“十四五”工作计划》草案。颁发聘书会议总结发言会议选举中山大学分析测试中心陈建研究员任主任委员，中国科学院地质与地球物理研究所研究员李秋立、北京国家质谱中心主任汪福意研究员、沈阳材料科学国家实验室公共技术服务部负责人张磊研究员和南京工业大学胡蓉教授任副主任委员，天津工业大学赵丽霞教授任秘书长，上海大学分析测试中心副研究员李慧任副秘书长。会议最后，由新当选的主任委员、副主任委员及其他领导分别做会议总结发言。至此，中国计量测试学会离子与原子探针专业委员会正式成立。之后，大会进入特邀报告环节。报告人：中国科学院地质与地球物理研究所研究员 李秋立报告题目：《原子探针分析诠释锆石离子探针U-Pb体系年龄怪现象》锆石是大型离子探针U-Pb定年技术应用最早和最广的矿物,离子探针U-Pb定年可以有效获取粒径微小锆石或具有复杂环带结构的锆石中不同区域的年龄信息。但高U锆石的离子探针U-Pb分析中存在随U含量升高而表现更老的现象,称之为"高U效应"。对此，李秋立团队利用原子探针分析揭示出锆石微观尺度为锆石-磷钇矿-铀石等多项成分固溶体；高U锆石中U原子以铀石-锆石-磷钇矿的过渡成分赋存；高U锆石微观尺度下基体成分与锆石标准样品存在明显差别，造成离子探针分析校正结果出现偏差。报告人：中国科学院大连化学物理研究所首席研究员 李海洋报告题目：《高质量分辨连续离子束源二次离子飞行时间质谱装置研制》据介绍，质谱与快速检测研究中心面向国家安全、生态环境和生命健康领域对现场、原位和快速分析仪器的新需求，用创新的离子精准调控技术和集成化方案，做能解决问题而且用户体验好的新仪器。SIMS是高灵敏的微区化学成分分析的工具，TOF-SIMS（飞行时间二次离子质谱）具有独特优势及应用范围,是目前应用最广泛的表面分析技术之一,是一种具有高质量分辨本领（质量分辨率）和高空间分辨（空间分辨率）的表面分析技术。但用SIMS实现分子的定性更需要质谱的高分辨率。针对于此，李海洋在报告中介绍了团队在DC- TOF SIMS 设计和单元技术进展和DC- MTOF SIMS 研究进展。报告人：北京科技大学教授 吴渊报告题目：《Effects of local chemical orderings on properties of high-entropy alloys revealed by atom probe tomography》高熵合金，以其多主组元，高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料。在研究初期，高/中熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中。由于多组元元素间的复杂相互作用，使得合金在凝固或者热处理后，呈现局部短程有序结构，成为了高熵合金的一个关键特征。局部化学有序性对高熵合金的性能有显著影响。吴渊在报告中指出，原子探针层析成像（APT）可以在表征LCOs和揭示其对HEAs力学行为的影响方面发挥强大作用。报告人：中国科学院广州地球化学研究所教授级工程师 夏小平报告题目：《矿物水中的SIMS测试及其地球与行星科学应用》水，即使是微量的，对岩浆性质影响很大，是成岩、成矿等地质过程的关键因素。地球内部藏着海洋。水含量是星体演化的重要因素，确定水的含量和同位素组成对理解行星体的形成和演化具有重要意义。夏小平团队利用二次离子质谱仪（SIMS）同时测试锆石中水含量和氧同位素组成的分析方法，研究了月球、火星、地球晚期大轰炸的地质事件，分享了来自月球陨石锆石同位素及水含量可能代表的“星际故事”，并表示早期陨石撞击曾经给月球带来大量的水。报告人：中国计量科学研究院研究员 任同祥报告题目：《计量+离子/原子探针=?》质谱法测全血中锌元素含量的方法有外标法、标准加入法、同位素稀释法等，其中同位素稀释质谱法 (IDMS) 被化学计量公认为5个绝对测量方法之一，是痕量、超痕量成分的权威性测量方法。报告中，任同祥介绍了如何用同位素稀释法测锌，以及中国计量科学研究院研制的浓缩同位素标准物质和相应的规范和标准。与会人员合影留念