飞纳生物领域扫描显微镜

Siti Nur Afifa Azman , Eleonora Pavoni , Marco Farina扫描微波显微镜（SMM）在提供亚表面结构的成像和允许样品的局部定量表征方面是突出的。一种被称为反向扫描微波显微镜（iSMM）的新技术是最近开发的，旨在扩大该应用，超出当前对表面物理和半导体技术的关注。通过一个简单的金属探针，iSMM可以从现有的原子力显微镜（AFM）或扫描隧道显微镜（STM）转换而成，从而在带宽、灵敏度和动态范围方面形成传统的SMM。iSMM主要用于分析生物样品，因为它可以在液体中工作。扫描微波显微镜（SMM）[1]是扫描探针显微镜（SPM）[2]家族中的一种仪器，该家族包括众所周知的原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）。在SMM中，用作天线的探头在表面附近进行光栅扫描，在扫描过程中，记录微波信号的局部反射系数，提供关于表面和亚表面阻抗的信息。SMM的一个基本优点是它能够通过利用纳米探针和样品本身之间的近场电磁相互作用来定量表征样品的电磁特性。在一些实施方式中，矢量网络分析仪（VNA）被用作微波信号的源和检测器，通过导电探针辐射和感测微波信号。通常，SMM与一些其他SPM技术（例如AFM或STM）协同工作，提供了一种控制和保持探针和样品之间距离恒定的机制。基于SPM的SMM显微镜的使用最近在生物和生物医学领域获得了更多的关注，这是由于该技术能够测量与生理病理条件密切相关的电磁参数。然而，在极端环境（如用于保持细胞健康的生理缓冲液）中喂养SPM探针已被证明极具挑战性。作者于2019年引入的一种称为倒置SMM（iSMM）的新设置[3]克服了原始SMM与生理环境相关的大多数限制：倒置SMM的结构成本低、易于获得，并且与生理环境兼容，这也使得SMM能够应用于生物生活系统。其想法是将进料从探头移动到样品架；在iSMM中，样品保持器是一条传输线，通过该传输线测量反射和透射，而SPM探头（交流接地）仅干扰通过样品的传输线。因此，任何现有的SPM都可以创建iSMM，只需提供适当的样本保持器，当然，还可以使用软件同步传输线上的测量和SPM扫描。需要强调的是，所提出的系统是宽带的，能够实现频谱分析、时域分析和微波层析成像。到目前为止，SMM已被用于表征活的生物细胞，尽管在生理缓冲液中操作存在挑战[4，5]。除此之外，它还被用于负责细胞呼吸和能量生产的亚细胞细胞器，如线粒体[6]。iSMM已证明能够克服液体操作的局限性，这是首次在生理缓冲液中成功地对活细胞进行微波成像[3]。仪器开发几年来，研究活动一直基于一种自制的STM辅助SMM，该SMM是通过将Imtiaz[7]的系统的一些特性与Keysight[8]开发的系统混合而构建的。在这里，特别是结合了标准隧道显微镜，其反馈电路用于将探针与样品保持在给定距离，并在反射计设置中使用微波信号。然而，与Keysight仪器和其他可用设备不同，该仪器没有谐振器；因此，显微镜可以在VNA允许的整个频率范围内记录数据。具体而言，该系统利用并控制一台商用STM显微镜、NT-MDT的Solver P47和一台Agilent矢量网络分析仪PNA E8361，其带宽为67 GHz，动态范围为120 dB。例如，该技术被应用于线粒体成像[9]，以评估干燥的癌细胞，并被特意处理以确定掺入的富勒烯的存在[10]。通过利用在多个相近频率下获得的图像的相关性，并使用一种权宜之计，即时域反射法[11-13]，提高了系统灵敏度，这可以通过使用尖端/样本相互作用对微波信号进行“扩频”调制来理解；在频谱上传播的信息通过傅里叶逆变换在单个时间瞬间折叠来恢复。STM辅助的SMM提供了非常高质量的图像，减少了由于地形“串扰”而产生的伪影，即由于扫描期间探针电容的变化而产生的地形副本。然而，STM在处理导电性较差的样品（如生物样品）时极具挑战性，在液体中使用时更为困难。图1A）中所示的传统SMM通常是从AFM（或STM）获得的，其中微波信号被注入并由反射测量系统感测：反射信号和注入信号之间的比率，即所谓的反射系数（S11），可用于确定样品的扩展阻抗或介电常数，经过适当的校准和分析。这种单端口反射测量通常具有40-60dB的动态范围，这受到定向耦合器的限制。在图1（B）所示的iSMM配置中，导电扫描探针（AFM或STM）始终接地，微波信号通过传输线（例如共面波导、槽线）注入，以这种方式，传输线成为样品保持器。传输线的输入和输出连接到VNA，从而可以测量反射和传输信号（分别为S11和S21）[3,14,15]。这种双端口测量通常具有120−140 dB，这使得当接地探头扫描样品时更容易感测到接地探头引起的微小扰动。图1：（A）基于AFM的传统SMM和（B）倒置SMM的示意图。图2：干燥Jurkat细胞的同时（A）AFM和（B）iSMM|S11|图像。Jurkat细胞和L6细胞的iSMM表征最初，在干燥的Jurkat细胞以及干燥的和活的L6细胞上证明了iSMM[3]。图2显示了干燥Jurkat细胞的AFM和iSMM S 11图像的比较。同时，图3比较了盐水溶液中活L6细胞的AFM和iSMM S 21图像。iSMM S 11和S 21信号分别在4 GHz和3.4 GHz下滤波。干燥Jurkat细胞的iSMM S 11图像显示出与AFM相同的质量，而活L6细胞的iSMMS 21显示出由双端口SMM在液体条件下测量的透射系数形成的最佳质量。在这项工作中，透射模式测量的校准程序[16]应用于干燥L6电池的iSMM S21。图4说明了校准的效果，显示了AFM形貌图像、被样品形貌破坏的iSMM S21电容图像以及在6.2 GHz下去除了干燥L6电池的形貌效应的iSMM S 21介电常数图像。正如预期的那样，在干燥电池的外围附近出现了脊，但整个电池的介电常数为2.8±0.7。本质上，该值与电解质溶液中脂质双层的值相当[17]，但低于干燥大肠杆菌的值[18]。随后，对干燥的Jurkat细胞进行了iSMM反射模式测量的定量表征[19]。图3：盐水溶液中活L6细胞的同时（A）AFM和（B）iSMM|S21|图像。图4：干燥的L6电池的（A）AFM形貌、（B）iSMM|S21|电容和（V）iSMM| S21|介电常数图像。图5：（A）AFM形貌，（B）iSMM|S11|，（C）iSMMφ11，和（D）干燥Jurkat电池的介电常数图像。图6：（A）AFM形貌，（B）iSMM|S11|，（C）iSMM| S21|，（D）时间门控iSMM|S 11|，和（E） 葡萄糖等渗溶液中相同线粒体的时间门控iSMM|S21|图像。图5显示了AFM形貌、原始iSMM S11的大小以及在4GHz下同时获得的相位。该图显示了带样品和不带样品的区域之间的良好对比，揭示了与表面和亚表面区域中不同的电特性相关的其他特性。按照已经描述的算法校准原始iSMM S11图像[20]。图5（D）显示了干燥的Jurkat电池的提取介电常数图像，其约为2.6±0.3，并且在电池上均匀。该值与传统SMM在干燥的L6细胞上获得的先前数据一致[21]。生活环境中线粒体的iSMM表征iSMM的最新工作是在完全浸入液体中的线粒体上进行的，以非接触模式操作，最大限度地减少了对样品的损伤[22]。图6（A）、图6（B）和图6（C）显示了AFM形貌图像，其中iSMM图像S11和S21在直径约为1µm的同一线粒体上同时采集。在1.6-1.8GHz的频带上对iSMM信号进行滤波和平均。显然，|S11|和|S21|图像质量相当，并且都揭示了AFM图像中不存在的细节。由于线粒体是不导电的，所以从周围的CPW电极可以很容易地看到对比。与大多数SMM不同，iSMM能够进行宽带测量。因此，它使iSMM从1.6GHz到1.8GHz测量的S11和S21信号能够通过傅里叶逆变换变换到时域。随后，可以门控掉不需要的信号，以进一步提高SNR[13，20]。最后，图6（D）和图6（E）显示了时间门控iSMM S11和S21图像，显示了更精细的细节。iSMM探针和线粒体之间的相互作用阻抗可以从S11和S21测量中获得。反过来，可以提取线粒体介电性质的局部变化，正如SMM对活细胞所做的那样[3]。总结iSMM能够对生物样本的细胞内结构进行无创和无标记成像。iSMM可以通过任何现有的扫描探针技术轻松获得，只需使用合适的样品夹，为大多数实验室提供了利用该技术的机会。Jurkat细胞、L6细胞和线粒体的iSMM图像显示出良好的灵敏度和质量，显示了AFM形貌中无法看到的细节。通过实施为传统SMM开发的校准算法，分别对干燥的Jurkat细胞和L6细胞进行透射和反射模式测量的定量表征。Jurkat细胞的介电常数被确定为约2.6±0.3，而L6细胞显示为约2.8±0.7。时域分析定性地改进了iSMM，并提供了对样品（如线粒体）的更多了解。致谢我们要感谢我们的研究小组和所有为本报告的科学结果做出贡献的人。这项工作的一部分获得了欧洲项目“纳米材料实现下一代物联网智能能源收集”（NANO-EH）（第951761号赠款协议）（FETPROACT-EIC-05-2019）的资助。我们还要感谢来自意大利SOMACIS的Francesco Bigelli博士和Paolo Scalmati博士在实现样品架原型方面的帮助。附属机构：1 Department of Information Engineering, Marche Polytechnic University, Ancona, Italy联系；Prof. Dr. Marco Farina Department of Information Engineering Marche Polytechnic University Ancona, Italy m.farina@staff.univpm.it 参考文献：https://bit.ly/IM-Farina 原载：Imaging & Microscopy 4/2022. Inverted Scanning Microwave Microscopy—— Application and Perspective on Biological Samples供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

不久之前，中国科幻巨作《三体》被搬上荧幕，为人们展现了一个恢弘的三体世界。作为人类与三体力量展开对决的第一幕，电视剧很好地还原了原著中名场面“古筝行动”。古筝行动，即人类借助密集排列固定在运河两岸的“纳米飞刃”材料，将航行在巴拿马运河中载有地球三体组织核心成员的“审判日”号巨轮切削成薄片，以此消灭三体组织核心成员，并获取三体世界重要情报，完成了人类对地球三体力量“审判日”号的审判。图片来源：腾讯视频-电视剧《三体》那么这种只有头发丝十分之一粗细的“飞刃”究竟是什么材料？在现实生活中真实存在吗？是否真能做到像切豆腐一样削铁如泥呢？从“飞刃”的研发者汪淼教授背后这张PPT我们可以看出，所谓的“飞刃”就是碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs），而这张图片来源于清华大学魏飞教授团队于2013年发表于《ACS Nano》杂志的一篇合成超长碳纳米管的论文（DOI: 10.1021/nn401995z）。图片来源：腾讯视频-电视剧《三体》碳纳米管是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，层与层之间保持约0.34 nm的固定距离，直径一般为2～20 nm。是一种一维量子材料，具有优异的力学、电学和化学性能。碳纳米管中碳原子形成的化学键同时具有sp2和sp3杂化，主要是sp2杂化，具有高模量和高强度。它的抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6。它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸，是理想的高强度纤维材料，因此“纳米飞刃”在理论上是真实存在的。同时，碳纳米管也是制造“太空电梯”缆绳的最佳材料。 上图为使用KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜拍摄的不同放大倍数的多壁碳纳米管，扫描电子显微镜可以很好地观察碳纳米管的管径、长径比、团聚程度以及断裂缺陷等。在实际应用中，虽然碳纳米管拥有超强的力学性能，但离产业化应用还有很长的一段路要走，除了剧中汪淼博士提到的无法量产的问题以外，还存在着切割过程中材料磨损老化与摩擦放热等问题，这些都会造成碳纳米管材料的老化，使其力学性能大打折扣，造成纤维断裂。现阶段用碳纳米管是无法完成坚硬物体切割的，目前工业上有很多硬质材料都是用切割钢线或者更高质量的金刚线来切割。金刚线，顾名思义，跟金刚石有关，大体上是把金刚石的微粉颗粒以一定的分布密度均匀地镶嵌在母线（一般为高碳钢丝）上，做成的金刚石切割线。通过金刚石切割机，金刚线与被切割物体间进行高速磨削运动，从而实现切割目的。主要用于光伏领域的多晶硅切片、单晶硅、晶棒等。从晶体硅料到硅片经历切方、截断及切片三个环节，其中切方及截断环节为保证切割速度及切割效率，通常用较粗线径的金刚线，而切片环节根据原材料利用率等，选择较细的金刚线。图片来源于网络，版权归原创作者所有金刚线的母线，一般为高碳钢丝，由拉丝厂家将盘条拉制为不同直径的黄丝，再将黄丝进一步拉为微米级的母线。金刚石微粉由人造金刚石颗粒破碎而成，颗粒度一般小于50μm，是金刚线起切割作用的关键材料，其质量及稳定性直接影响后续电镀工艺及成品金刚线质量。金刚石的分布密度、固结强度、切割能力、钢线的抗疲劳性等都直接影响金刚线的性能。图片来源于网络，版权归原创作者所有 上图为使用KYKY-EM6900LV型钨灯丝扫描电子显微镜拍摄的金刚线的纵向及横向截面，可以很好地观察金刚线的母线线径、金刚石微粉的大小及分布密度、镀层的厚度、镀层与母线的固结程度等。科技的进步与发展离不开所有科技工作者付出的辛劳汗水，虽然现阶段人类受困于科技水平暂时还无法实现所有设想，但相信总有一天，人类终会登上碳纳米管缆绳搭载的太空电梯，登陆星际宇宙，挟飞仙以遨游，抱明月而长终。在漫长艰辛的科研旅程中，中科科仪扫描电子显微镜与您风沙星辰，永远相伴！是您科研道路上的得力助手！以上所有观测图均为KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜和KYKY-EM6900LV型钨灯丝扫描电子显微镜拍摄。如有产品咨询意向、技术交流意向及样品测试需求，可扫描下方二维码联系中科科仪DEMO中心，我们将为您提供详细、专业的服务。

飞纳扫描电镜自2006年问世以来，一直不断技术创新，从用户的角度研发出一系列新的产品，2014年隆重推出世界首款车载可移动的扫描电镜，突破了传统电镜安置在固定场所、怕震动等局限性，为科学研究、生产制造带来全新的用户体验。 完全集成扫描电子显微镜（SEM）和EDX分析一体机能够对任意地方的样品进行快速和准确的调查和分析。通过车载可移动的扫描电镜，飞纳能够随时随地的为用户进行现场直观的演示，飞纳12S抽真空、30S快速成像、简单方便的操作界面能够为用户优化操作时间，及时获取样品信息，提高工作效率。 放眼过去，从飞纳电镜在荷兰诞生到2014年，全球销售总量已经突破2600台。在中国，安装并使用飞纳电镜的用户已经超过300位，并且还在高速增加，公司已经在中国取得了辉煌的成绩。未来，飞纳电镜将依托市场平台优势，整合全方位资源，进一步扩展项目、提高品质，开拓更广阔的市场！

[报告简介] 在环境检测，工业质检，地质勘探等领域，通常会需要对样品进行随时随地的表面形貌测量。而在诸多表面形貌成像设备中，来自加拿大ICSPI公司的nGauge便携式原子力显微镜因其突出的便携性和易用性，成为能够满足上述要求的一种的解决方案。与传统的表面成像设备相比，nGauge原子力显微镜的设备具有方便携带（设备尺寸仅有手掌大小）、分辨率高（高可达1 nm）、探针更换简单，操作过程方便，无需后续维护等优势，能对样品随时随地地进行纳米高速表面成像。在本报告中，将重点介绍nGauge便携式原子力显微镜，并结合来自国内外科研院所和工业用户的实际使用情况，探讨nGauge便携式原子力显微镜在各领域的应用。nGauge便携式芯片原子力显微镜（AFM）实物图。左图为使用状态，右图为收纳状态。[直播入口] 请扫描下方二维码进入直播预约界面，无需注册！扫码即刻预约，无需注册！[报告时间]开始 2022年06月29日 14:00结束 2022年06月29日 14:30[主讲人介绍]喻博闻 博士喻博闻博士，毕业于澳大利亚昆士兰大学机械与矿业学院，博士期间研究方向为微纳机电器件中的界面问题，以及微纳尺度操纵和加工技术。于2021年4月加入Quantum Design中国子公司表面光谱部门，负责微纳加工相关产品在的应用开发、技术支持及市场拓展工作。nGauge便携式原子力显微镜（AFM）特点：更小巧，更便携拥有的AFM微纳机电芯片，使得nGauge原子力显微镜（AFM）系统仅有公文包大小，可随身携带。 更简单，更易用只需点击鼠标三次即可获得样品表面纳米形貌信息，无需配置减震平台。 更高性价比扫描速度快，可扫描大尺寸样品。一个针可以进行上千次扫描，无需繁琐的更换针操作和其他后期维护工作。 部分应用案例：材料 - 钢铁抛光样品表面检测光学显微镜图像nGauge AFM三维成像生物 - 皮肤样本光学显微镜图像nGauge AFM三维成像器件 - 微纳光学器件检测SEM图像nGauge AFM三维成像光电子器件检测SEM图像nGauge AFM三维成像部分文章列表：[1]. Zhao, P., et al., Multiple antibiotics distribution in drinking water and their co-adsorption behaviors by different size fractions of natural particles. Science of The Total Environment, 2021. 775: p. 145846.[2]. Guo, P., et al., Vanadium dioxide phase change thin films produced by thermal oxidation of metallic vanadium. Thin Solid Films, 2020. 707: p. 138117.[3]. Connolly, L.G., et al., A tip-based metrology framework for real-time process feedback of roll-to-roll fabricated nanopatterned structures. Precision Engineering, 2019. 57: p. 137-148.[4]. O' Neill, C., et al., Effect of tooth brushing on gloss retention and surface roughness of five bulk‐fill resin composites. Journal of Esthetic and Restorative Dentistry, 2018. 30(1): p. 59-69. 部分已有用户：

——这是世界上第一款能对非导电样品和有污染样品进行超高分辨表征的扫描电镜 2005年3月1日, FEI公司发布了其Nova系列扫描电镜(SEM)和双束电镜(DualBeam)产品的最新成员：Nova NanoSEM。该产品是世界上第一款可以对有机材料、基板、多孔材料、塑料以及高聚物材料等有电荷积累的样品和/或污染性样品进行超高分辨表征的低真空场发射扫描电子显微镜（FEG-SEM）。作为FEI公司引领市场的众多设备中最新的一员，Nova NanoSEM为用户在纳米研究、开发与生产的相关工作提供了更多的可能。 Nova NanoSEM的出现为那些非导电的以及有污染的纳米材料研究和开发者们带来了新的表征手段。与NanoSEM同时发布的FEI Helix探测技术将浸入式透镜和低真空扫描电镜两种技术成功地组合在一起，这在场发射扫描电镜的历史上还是第一次。在给用户带来超高分辨率的同时，还能在低真空环境下有效地抑制非导电材料的电荷积累效应。Nova NanoSEM的这种新技术还可以有效地抑制由前道样品处理过程所引起的电子束诱导污染。 “Nova NanoSEM所独有的电子光学系统和信号采集系统使之成为那些每天要面临不断增长的各种应用与挑战的客户的更有力的工具”，FEI扫描电镜和小型双束电镜(DualBeam)的产品经理Tony Edwards称，“FEI一直以其独特的ESEM技术在非导电样品免镀层的观测上独占鳌头。现在这种领先的低真空技术与超高分辨技术的结合使其在这种目前仍然极具挑战性样品的观测上进一步拓展了它的优势”。 除了低真空条件下二次电子和背散射电子成像以外，Nova NanoSEM还具有浸入式透镜的技术和FEI所特有的使用电子束进行纳米结构沉积的气体化学技术，所有的这些特点使之成为纳米结构与纳米材料研究领域中最先进、最理想的扫描电镜。 随着材料、器件和生物样品越来越复杂，尺度越来越小，人们对FEI公司在各个领域中所提供的各种纳米表征设备都提出了更高的要求。2004年，FEI公司成为第一个能够提供分辨率小于一埃（一埃等于一百亿分之一米）或原子尺度的商业透射电子显微镜的电子光学生产厂家。NanoSEM及其相关纳米技术表征设备的不断发展使FEI公司继续在各种纳米材料的高分辨表征与分析中保持着领先地位。 关于FEI 公司： FEI 公司服务于纳米技术的装备，以聚焦离子束和电子束技术为特色，提供最高分辨率小于一埃的3D 特征描述、分析及修改功能。公司在北美和欧洲拥有研究开发中心，在全球四十多个国家经营销售和提供维修服务。FEI 公司将纳米尺度呈献给研究人员和生产厂商，协助将本世纪一些最杰出的理念变成现实。更多的信息可在FEI 公司网站上找到：http://www.feicompany.com 中文版译注： (1) 任何中文版疑义，以英文版为准。英文版见FEI公司网站: http://www.feicompany.com (2) 1纳米等于10埃。

2024年6月25-28日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会（对外）（www.china-em.cn）将联合主办“第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)”。会议结合目前电子显微学主要仪器技术及应用热点，邀请业界知名电子显微学专家、电子显微学仪器技术专家、电子显微学应用专家等，重点邀请近来有重要工作成果进展的优秀青年学者代表线上分享精彩报告。iCEM 2024恰逢电子显微学网络会议创立十周年，会议专场将增设“十周年”主题内容，围绕过去十年我国电子显微学重要进展、未来展望等进行分享。第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)将设置八个分会场：1) 原位/环境电子显微学与应用；2）先进电子显微学与应用；3）扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用；4）电子能量损失谱/电镜光谱分析技术；5）低温电子显微学与应用；6）生物医学电镜技术与应用；7）电镜实验操作技术及经验分享；8）电镜开放共享平台及自主保障体系建设。诚邀业界人士线上报名参会。主办单位：仪器信息网，中国电子显微镜学会（对外）参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2024/或扫描二维码报名“扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用”专场预告（注：最终日程以会议官网为准）专场三：扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用（6月26日上午）专场主持暨召集人：王晋 浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员 报告时间报告题目演讲嘉宾8:30-9:00【十周年主题报告】：纳米分辨可视化方法在变形高温合金热制造中的应用研究王晋（浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员）9:00-9:30赛默飞双束电镜在生命科学研究的应用介绍及选型推荐程路（赛默飞世尔科技 电镜业务拓展经理）9:30-10:00钛合金双相组织变形机制的原位SEM/EBSD研究王柯（重庆大学 教授）10:00-10:30TESCAN 电镜在材料领域的最新应用李景（泰思肯（中国）有限公司 资深应用工程师）10:30-11:00新品发布：飞纳台式扫描电镜的技术突破及全新智能型离子研磨制样平台介绍张传杰（复纳科学仪器（上海）有限公司 产品、应用专家）11:00-11:30ECCI结合HR-EBSD研究增材制造金属结构材料变形机理及稳定性研究安大勇（上海交通大学 助理教授）11:30-12:00锂电池材料表界面改性与工况条件下失效机制的原位扫描电镜研究程晓鹏（北京工业大学 助理研究员）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）专场主持暨召集人：王晋 浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员【个人简介】主要从事电子显微镜原位测试表征仪器的开发、高温合金材料微观结构与力学性能、变形断裂机理等研究,并致力于国内自主科学仪器的转化与应用。先后参与国家自然科学基金委科学仪器设备专项，科技部国家重大科学仪器设备开发专项，国家863计划重大项目，国家自然科学基金基础科学中心项目等。在国内外SCI期刊发表论文22余篇，授权国家专利20余项，完成发明专利职务科技成果转化3项。报告题目：纳米分辨可视化方法在变形高温合金热制造中的应用研究【摘要】热锻造、热处理是金属材料加工制造领域的传统基础工艺，但是由于金属材料加工工艺烦琐，精确过程控制难度大等问题，目前我国高端金属热加工工艺优化和过程精确控制的智能化基础理论与关键工艺技术研究开发显著落后。我国制造业面临严峻挑战，只有深入发展智能化设计和加工制造基础理论与关键工艺技术，并借力于自主开发新的热加工工艺设计与表征方法，才能更为高效、经济、全面的一体化研究该合金热锻造工艺-微观组织-锻造工艺性能之间关系，缩短合金性能优化研制时间，降低研发成本，提高生产合格率，解决热加工制造领域的共性难题。程路 赛默飞世尔科技 电镜业务拓展经理【个人简介】硕士毕业于北京科技大学之后进入电镜行业，曾多次前往日本、奥地利和德国学习电镜操作和电镜制样技术，从事电镜和电镜制样应用工程师工作超过15年时间，积累了丰富的电镜应用技术经验。2022年入职赛默飞生物电镜部门，现负责赛默飞双束电镜、常温透射电镜和扫描电镜在生物应用领域的售前技术支持和业务拓展。报告题目：赛默飞双束电镜在生命科学研究的应用介绍及选型推荐【摘要】双束电镜结合了聚焦离子束（FIB/PFIB）的精确样品修饰和扫描电镜（SEM）的高分辨率成像功能，广泛应用于获取生物样品的超微结构，包括拍摄常温2D图像、获取高分辨率体电子显微3D图像，和为CryoET制备Lamella等，其分析尺度范围可以从亚纳米级到毫米级。报告将从介绍多种类型的生物样品应用案例出发，结合丰富类型的赛默飞双束电镜，推荐对应的最适合型号。王柯 重庆大学 教授【个人简介】王柯，博士，重庆大学教授，博士生导师，长期从事钛合金热加工工艺与组织性能调控研究，重点关注钛合金高温变形和热处理一体化工艺设计、组织遗传性机制、组织性能关系、强韧性协同优化调控技术等。主讲课程包括：《材料力学性能》、《材料热力学与动力学》、《轻质耐高温航空结构材料：钛合金》等。主持国家自然科学基金面上/青年项目，重点研发计划项目子课题、企业横向等项目10余项，以第一/通讯作者发表学术论文 50 余篇，授权发明专利 6 项。参编《锻压手册》第四版高温合金部分。2022年获评重庆市创新创业导师。获陕西省自然科学一等奖1项。报告题目：钛合金双相组织变形机制的原位SEM/EBSD研究【摘要】对于大多数近α和α+β钛合金，滑移是主要的变形机制。本报告主要汇报内容包括：（1）α相和β相之间滑移启动的先后顺序；（2）微观组织对滑移启动和传递、以及裂纹形核的影响；（3）基于微观变形机制分析了组织对力学性能的影响机制；（4）基于组织性能关系研究，研制出一种多尺度组织，实现了钛合金强塑性协同提升。李景 泰思肯（中国）有限公司 应用工程师【个人简介】李景是TESCAN中国公司的高级应用工程师、首席应用专家，2015年毕业于北京科技大学材料科学与工程专业。她长期专注于扫描电镜在材料领域的研究，并且具有丰富的扫描电镜、FIB-SEM双束电镜及相关联用仪器（TOF-SIMS、Raman、EBL等）的操作与应用经验。李景在TESCAN公司中，不仅专注于技术研究，多年来持续参与各种学术交流和培训活动，包括但不限于客户研究项目技术支持、电镜会议分享、高级应用培训讲座等，获得客户的一致好评与感谢。报告题目：TESCAN 电镜在材料领域的最新应用【摘要】随着科研的深入及学科的交叉，常规扫描电镜系统无法满足科研工作者日益增高的分析需求。借助其它分析系统所得的数据，和电镜系统的数据往往非同时同位。TESCAN提出了All-In-One的综合解决方案，在常规的FIB-SEM系统上，增加Raman Spectrum Image以及TOF-SIMS和AFM等多种表征系统，可以极大的提升扫描电镜系统的原位综合分析能力，做到所见即所得。张传杰复纳科学仪器（上海）有限公司 产品、应用专家【个人简介】飞纳电镜应用专家，长期从事扫描电镜应用拓展，自动化开发等相关工作，相关发明专利授权4篇，参与《2021年度国家药品标准制修订研究课题 2021Y05》，参会与起草《2025 中国药典 -- 扫描电子显微镜法通则》。报告题目：新品发布：飞纳台式扫描电镜的技术突破及全新智能型离子研磨制样平台介绍【摘要】飞纳电镜焕新赋能中国科研。全新发布台式场发射扫描透射一体机—Pharos STEM，扫透模式下分辨率突破 1 nm。 发布 Maps 3 全新软件平台，支持自动化多尺度成像及拼接，关联能谱分析及拼接以及尺度和多模态关联表征功能。发布 Phase Mapping 相分布软件。并将发布TechnoorgLinda 全新智能型离子研磨制样设备！敬请期待！安大勇 上海交通大学 助理教授【个人简介】安大勇，2019年毕业于德国亚琛工业大学/德国马普钢铁所，研究方向聚焦于金属结构材料微观变形机理研究。主持NSFC青年基金、重庆市自然基金等项目10余项，作为骨干参加173项目、国家重点研发计划项目、NSFC航空发动机重点项目、GF基础科研计划项目等7项，获第九届中国科协青年人才托举计划；揭示了增材制造奥氏体不锈钢胞状结构中周期性位错偶极子是其强韧性的关键因素，发现了位错类型决定胞状结构的热稳定性。提出了热力耦合渐进成形工艺，成功制备出晶粒-位错反向梯度高性能复杂薄壁构件，研究成果以第一和通讯作者在Int J Plast、 J Mater Sci Tech、 Mater Res Lett、Mater Charact、J Mater Proc Tech等期刊发表论文10篇，应邀撰写MRS Bulletin综述1篇，发明专利受理10项；报告题目：ECCI结合HR-EBSD研究增材制造金属结构材料变形机理及稳定性研究【摘要】金属增材制造奥氏体不锈钢中常具有亚微米级的胞状结构，该结构中包含高密度位错胞、纳米析出相和元素偏析等，显著影响着材料的机械性能。研究发现，不同胞状结构中的位错的热稳定性不同。本论文利用先进表征技术，对激光粉床熔融技术打印的奥氏体不锈钢胞状结构热稳定性进行了系统性研究，并揭示影响热稳定性的内在机理。程晓鹏 北京工业大学 助理研究员【个人简介】程晓鹏，北京工业大学助理研究员，硕士生导师。2021年博士毕业于北京工业大学材料与制造学部并留校从事教学科研工作，获北京市优秀毕业生。主要从事原位电子显微学表征方法及技术开发、原子层沉积技术与应用、能源材料与先进金属材料微观结构与性能等研究。主持国家自然科学基金青年项目、北京市教委科技项目、中国博士后基金等多个项目，授权国家专利5项，目前在Nature Energy，ACS Energy Letters，Nano Letters，Corrosion Science等发表学术论文30余篇，他引2000多次，担任Journal of Energy Chemistry等多个期刊审稿人。报告题目：锂电池材料表界面改性与工况条件下失效机制的原位扫描电镜研究【摘要】原位扫描电子显微镜（in-situ SEM）拥有较大的内部腔室，可容纳更接近实际的原位电池系统，同时具有足够高的分辨率，能够在实际工作状态下表征电池材料的结构演化机制，进而提出性能优化策略。本报告将介绍利用原位扫描电镜揭示锂电池材料在工况循环过程中的微结构演变机制，以及原子层沉积技术在电池材料表界面改性中的应用研究进展。会议联系1. 会议内容仪器信息网杨编辑：15311451191，yanglz@instrument.com.cn中国电子显微镜学会（对外）汪老师：13637966635，cems_djw @163.com2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究人员们最近开发出一种新的手机附件设备，能将任何智能手机变成一款DNA扫描荧光显微镜。这项创新可望对于医疗诊断带来深远影响，并再次展现如何有效利用智能手机来降低医疗成本，以及为开发中国家带来先进的医疗诊断技术。 　　这款智能手机的附件包括一个外部透镜、薄膜干涉滤光器、可微调的微型楔形榫头支架，以及雷射二极管，全部封装在一个以3D打印的小型方盒中，并整合成一款手持式荧光显微镜。 　　&ldquo DNA单分子在拉长时的宽度约2nm，&rdquo UCLA霍华德.休斯医学院(HHMI)教授Aydogan Ozcan表示，&ldquo 以透视来看，它使DNA较人的发丝还细约50,000倍。目前，为单个DNA分子进行成像需要昂贵又庞大的光学显微镜工具，使其几乎仅限于先进的实验室设置才能进行。相形之下，这款适用于个人手机的附件设备显然就没那么昂贵了。&rdquo 　　虽然其他&ldquo 智能手机变身显微镜&rdquo 的设备也能够成像出较大规模的对象，例如细胞 但是，Ozcan的研究团队最新开发出的这款智能手机光学附件，则是首款可成像DNA单分子纤薄链以及调整其大小的设备。 　　该设备主要用于远程的实验室设置，以诊断不同类型的癌症与神经系统疾病，例如阿尔兹海默症(Alzheimer)，以及侦测传染病的抗药性。为了利用手机上的相机，首先必须以荧光标记隔绝以及标示所需的DNA。Ozcan表示，如今，这种实验室程序已经能在偏远地区以及资源有限的环境下进行了。 　　为了扫描DNA，研究团队开发出可执行在同一支智能手机上的运算接口，以及一款Windows智能应用程序。扫描后的信息可被传送至远程Ozcan实验室中的服务器，然后测量DNA分子长度。在联机可靠可情况下，完整的数据处理过程只需要10秒钟的时间。 　图中显示智能手机安装该成像设备与用户接口，并以25美分硬币作为对比。(来源：UCLA) 　　在Ozcan的实验室中，研究人员们成像荧光标记与拉伸DNA节段，为该设备的准确度进行测试。结果发现它能够可靠地倍增10,000个碱基对或更长的DNA节段(碱基对是构成DNA的基本结构单元)。许多重要的基因都落在这个大小范围，包括为金黄色葡萄球菌与其他细菌提供抗生素抗药性的细菌基因 ，大约有14,000个碱基对长。 　　然而，由于较短节段时的讯噪比(SNR)侦测减少以及明显差异，智能手机显微镜在5,000或更短碱基对节段时的准确度急速下降。这时，必须将该设备的现有透镜置换成更高数倍数，就可以轻易地解决这个问题。 　　除了用于定点照护诊断，Ozcan建议该平台也可用于区别高分子量的DNA节段，从而有助于解决使用传统凝胶电泳的问题&mdash &mdash 在生物化学和分子生物学中，这种凝胶电泳经常用来扩展DNA与RNA节段。接下来，Ozcan及其研究团队计划测试该领域的其他组件，进一步侦测与疟疾有关的抗药性。

微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目，同时希望它能用于国际空间站和月球上　　据国外媒体报道，探索火星的一个最重要的目标就是从火星表面带回样本，尤其是那些可以用来检测火星上是否有生命的样本。这样的任务往往耗资巨大，而且在样本送返地球的时候可能被污染。因此，一个选择是在送返地球之前，就地对样本进行分析。火星科学实验室与其他火星车已经在火星上利用大量设备对多种样本的化学成分进行评估分析。然而，只有少数技术能够确定火星上是否存在生命。在地球上，科学家们用来检测生命或生物材料的设备是大气扫描电子显微镜(ASEM)或环境扫描电子显微镜(ESEM)。　　ESEM能够显示出比10纳米还小的物体，并且能够辨别样本的组成成分。最近，一个科研团队试图将ESEM微型化，使其能够适用于火星上的就地检测任务。微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目，同时希望它能用于国际空间站和月球上。下一个目标是制造一个类似ESEM的设备，帮助科学家们研究火星地质，寻找火星表面的微生物。该项目首席调查员Jessica Gaskin表示，若火星车或着陆器具有了这项功能，我们不仅能选择更好的样本送回地球，更重要的是，还能拍摄高清图像，在火星上就地研究，不需要冒着被污染的危险送回地球研究。　　各种各样的扫描电子显微镜在诸多领域都有所使用。NASA资助研究的这款设备将用来研究地质材料，保持材料的完整性。因为整个过程并不会损坏样本，事后还能用其他设备进行研究，这样能对样本有更全面的认知了解。这个设备将具有高清成像功能，能量色散谱仪(EDS)，或者是化学探测器，用以判定化学成分。这些扫描电子显微镜能够分析多种物质，并且不需要做准备工作，这大大简化了工作过程。　　Gaskin表示，这项技术的关键部分就是将使用火星的大气作为成像大气。这样我们能观测到火星环境中最原始的样本。天体生物学界饱受诟病的一点就是总是寻找能够在水中大量繁衍的碳基生命。而扩大搜索范围的策略则是在某个区域内寻找某种无法用物理学或化学简单解释的失调现象。例如，如果在某个特定环境中发现了大量硅，那里便可能存在生命。光谱仪能够探测出环境中的失调现象。　　MVP-SEM项目科学家Jennifer Edmunson表示，该设备还能拍摄高清图像，用以判别生命信号。例如，寻找微生物中的蛋白质，比如能在沸水中大量存在的耐超高温热棒菌。设备研发的一个目的就是希望它能够区别相似的化合物，例如草酸钙和碳酸钙。地球上能够在极端环境中生存的微生物有时会作为能在火星冰冷、盐度高的水中生存的微生物的理论模型。而且，如果某种生命形式暴露在样本表面，我们的设备就能拍摄下来，以供日后研究。　　MVP-SEM将使用二次电子探测器来研究微小的表面特征，以及背散射电子探测器来检测样本本质和成分。EDS探测器也将用来研究样本的化学成分。目前，研究团队正在确定最佳探测条件，在此之后，研究出的原型将在喷气推进实验室中模拟火星环境的实验室中进行测试。太阳系观测进展(PICASSO)项目结束后，该图案度低计划通过NASA太阳系探索仪器成熟计划(MatISSE)继续改进设备。

关键词：低温位移台；近场扫描微波显微镜； 稀释制冷机 背景介绍扫描隧道显微镜（STM）[1]和原子力显微镜（AFM）[2]等基于扫描探针显微术（SPM）的出现使得科学家能够在纳米分辨率下去研究更多材料的物理特性及图形。以这些技术为基础的纳米技术、材料和表面科学的迅速发展，大地推动了通用和无损纳米尺度分析工具的需求。尤其对于快速增长的量子器件技术领域，需要开发与这些器件本身在同一区域（即量子相干区域）中能够兼容的SPM技术。然而，迄今为止，能够与样品进行量子相干相互作用的纳米尺度表征的工具仍非常有限。特别是在微波频率下，光子能量比光波长小几个数量，加之缺乏单光子探测器和对mK端温度的严格要求，更是一个巨大的挑战。近年来，固态量子技术飞速发展迫切需要能够在此端条件下运行的SPM探测技术。技术核心近场扫描微波显微技术（NSMM）[3]结合了微波表征和STM或AFM的优势，通过使用宽带或共振探头来实现探测。在近场模式下，空间分辨率主要取决于SPM针尺寸，可以突破衍射限的限制，获得纳米别的高分辨率图像。NSMM的各种实现方式已被广泛应用于非接触式的探测半导体器件[4]，材料中的缺陷[5]、生物样品的表面[6]及亚表面分析，以及高温超导性[7]的研究。但是在低温量子信息领域中的应用还鲜有报道。英国物理实验室NPL的塞巴斯蒂安德格拉夫（Sebastian de Graaf）小组与英国伦敦大学谢尔盖库巴特金（Sergey Kubatkin）教授小组合作开发了一种在30 mK下工作的新型低温近场扫描微波显微镜，同时，该显微镜还结合了高达6 GHz的微波表征和AFM技术，旨在满足量子技术领域的新兴需求。整个系统置于一台稀释制冷机中（如图1（b）所示），NSMM显微镜的示意图如图1（a）所示：在石英音叉上附着了一个平均光子占有率为~1的超导分形谐振器。一个可移动的共面波导被用来感应耦合到谐振器上进行微波的发射和信号的读出。整个系统的核心是德国attocube公司提供的兼容低温的铍铜材质的纳米精度位移台，该小组使用一组ANPx100和ANPz100纳米位移器将样品与针在x，y和z方向上对齐，同时使用一个小的ANPz51纳米位移器进行RF波导的纳米定位和耦合。图1.（a）NSMM显微镜的示意图。（b） 稀释制冷机中弹簧和弹簧悬挂的NSMM示意图。测量结果如图2所示，Sebastian教授演示了在单光子区域中以纳米分辨率进行扫描的结果。扫描的区域与在硅衬底上形成铝图案的样品相同。扫描显示三个金属正方形（2×2μm2）与两个较大的结构相邻，形成一个叉指电容器。叉指电容器的每个金手指有1 μm的宽度和间距，尽管在图2中，由于的形状，这些距离看起来不同。图2. 在30 mK下扫描具有相邻金属垫的交叉指电容器.（a）得到的AFM形貌图。（b） 单光子微波扫描（~1）显示了微波谐振腔的频移,微波扫描速度为0.67 μm/s.（c）高功率微波扫描结果（~270）。（d） 在调谐叉频率（30 kHz）下解调的PDH误差信号，与dfr/dz（~270）成正比。（e） 扫描获得的信噪比（SNR）作为平均光子数的函数。attocube低温位移台德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造公司。拥有20多年的高精度低温纳米位移台的研发和生产经验。公司已经为各地科学家提供了5000多套位移系统，用户遍及全球著名的研究所和大学。它生产的位移器设计紧凑，体积小，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器。德国attocube公司的位移器以稳定而优异的性能、原子的定位精度、纳米位移步长和厘米位移范围深受科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和端环境中，包括超高环境(5E-11 mbar)、低温环境（10mK）和强磁场中（31 Tesla）。图3. attocube低温强磁场纳米精度位移器，扫描器，3DR主要参数及技术特点参考文献：[1]. Binnig, G., Rohrer, H., Gerber, C. & Weibel, E. Surface studies by scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. Lett. 49, 57 (1982).[2]. Binnig, G., Quate, C. F. & Gerber, C. Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).[3]. Bonnell, D. A. et al. Imaging physical phenomena with local probes: From electrons to photons. Rev. Mod. Phys. 84, 1343 (2012).[4]. Kundhikanjana, W., Lai, K., Kelly, M. A. & Shen, Z. X. Cryogenic microwave imaging of metalinsulator transition in doped silicon. Rev. Sci. Instrum. 82, 033705 (2011).[5]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[6]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[7]. Lann, A. F. et al. Magnetic-field-modulated microwave reectivity of high-Tc superconductors studied by near-field mm-wave. microscopy. Appl. Phys. Lett. 75, 1766 (1999). 更多文章信息请点击：https://doi.org/10.1038/s41598-019-48780-3

漳州卫生职业学院主要研究中药新制剂与新技术，使中药制剂的生产工艺更合理，质量更符合各项规定，毒副反应小且疗效突出，以最大限度地发挥药物疗效为目的。同时，也使中药制剂便于生产、运输、携带、贮藏、服用和治愈病患，并获得良好社会效益和经济效益。 在中药制剂生产过程中，为了充分地发挥其药效和达到治愈效果，会添加一些辅料，这些辅料在中药表面的含量和分布状态会直接影响到中药制剂的药效。 普通光学显微镜很难观察到辅料在中药表面的形态，因此需要借助扫描电镜进行观察，而普通电镜只能对导电样品观察，不导电样品需要喷金处理后才能观察，进而会影响该样品的下一步测试。 飞纳台式扫描电镜独特的真空设计，可以对不导电样品直接观测，即使对植物中药，无需喷金也能直接观察。辅料和中药的组成元素有很大差别，因此产生的背散射电子信号强度也不一样，用背散射探头能够轻松地观察辅料在中药表面的分布。 利用飞纳电镜颗粒系统拓展软件，可以对辅料的颗粒大小进行统计和分析，根据分析结果改善相应的生产加工工艺。 电镜只能对样品微区进行分析，而中药往往都是比较大的块体，所以，用户手动操作电镜对整块中药表面的辅料分布情况进行观察，往往需要耗费大量的时间和精力。飞纳电镜自动马达样品台结合自动拼合软件能够很好的解决该问题，只需操作人员选择观测区域，采集图片和拼图的任务由仪器和软件完成，不仅高效而且智能。中药在扫描电镜中的二次电子图像中药在扫描电镜下的背散射图像观察块儿状中药时的软件操作界面用户认真学习飞纳电镜的操作

近日，中国科学院空天信息研究院（广州园区）-广东大湾区空天信息研究院（以下简称“大湾区研究院”）成功研制出太赫兹扫描隧道显微镜系统，实现了优于原子级（埃级）的空间分辨率和优于500飞秒的时间分辨率，成为国内首套自主研制的太赫兹扫描隧道显微镜系统。THz-STM系统扫描隧道显微镜（STM）是一种用于观察和定位单个原子的扫描探针显微工具，通过原子尺度的针尖，在不到一个纳米的高度上，对不同样品进行超高精度扫描成像。STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子，不仅是重要的微纳尺度测量工具，也是颇具潜力的微纳加工工具，在原子级扫描、材料表面探伤及修补、引导微观化学反应、控制原子排列等领域广泛应用。但是，传统的电学调制速率限制了STM在更高时间分辨率的观测（一般具有微秒量级的时间分辨率）。2013年，加拿大阿尔伯塔大学教授Frank Hegmann，首次将太赫兹脉冲和STM结合，实现了亚皮秒时间分辨和纳米空间分辨，随后德国、美国等科研团队纷纷开展相关技术研究。大湾区研究院太赫兹研究团队历时近12个月，突破了太赫兹与扫描隧道针尖耦合、太赫兹脉冲相位调制等核心关键技术，成功研制出国内首台太赫兹扫描隧道显微镜（THz-STM）。该显微镜具有埃级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率（提升100万倍以上），可同时实现高时间和空间分辨下的精密检测（飞秒-埃级），为进一步揭示微纳尺度下电子的超快动力学过程提供了强有力的技术手段，可用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学、超快化学等领域。该研究得到国家自然科学基金委太赫兹基础科学中心、广东省科学技术厅、广州市、黄埔开发区等相关项目的资助。THz自相关脉冲和THz-STM电流信号硅重构表面原子分辨和金表面原子分辨

2022年2月，中国科学院空天信息研究院（广州园区）-广东大湾区空天信息研究院（以下简称“大湾区研究院”）成功研制出太赫兹扫描隧道显微镜系统，实现了优于原子级（埃级）的空间分辨率和优于500飞秒的时间分辨率，为国内首套自主研制的太赫兹扫描隧道显微镜系统。扫描隧道显微镜（STM）是一种用于观察和定位单个原子的扫描探针显微工具。通过原子尺度的针尖，在不到一个纳米的高度上，对不同样品进行超高精度扫描成像。STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子，不仅是重要的微纳尺度测量工具，也是颇具潜力的微纳加工工具，在原子级扫描、材料表面探伤及修补、引导微观化学反应、控制原子排列等领域具有广泛应用。但是，传统的电学调制速率限制了STM在更高时间分辨率的观测（一般具有微秒量级的时间分辨率）。2013年，加拿大阿尔伯塔大学Frank Hegmann教授，首次将太赫兹脉冲和STM结合，实现了亚皮秒时间分辨和纳米空间分辨，随后德国、美国等著名科研团队纷纷开展相关技术研究。但我国在该领域的研究一直处于空白。大湾区研究院太赫兹研究团队历时近12个月，突破了太赫兹与扫描隧道针尖耦合、太赫兹脉冲相位调制等核心关键技术，成功研制出国内首台太赫兹扫描隧道显微镜（THz-STM），具有埃级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率（提升100万倍以上），可同时实现高时间和空间分辨下的精密检测（飞秒-埃级），为进一步揭示微纳尺度下电子的超快动力学过程提供了强有力的技术手段，可用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学、超快化学等诸多领域，有望取得具有重要国际影响力的原创性科研成果。该研究得到国家自然科学基金委太赫兹基础科学中心、广东省科技厅、广州市、黄埔开发区等相关项目的资助。 THz-STM系统硅重构表面原子分辨（左），金表面原子分辨（右）

一、扫描式电子显微镜行业概述扫描电子显微镜（SEM）简称为扫描电镜，是用细聚焦的电子束轰击样品表面，通过电子与样品相互作用产生的二次电子、背散射电子等对样品表面或断口形貌进行观察和分析。根据我国SEM的研制过程，可将其SEM发展历程大致分为4个阶段：自行设计研制期、技术消化引进期、自主研发集中期、自主研发放缓期。资料来源：公开资料整理二、扫描式电子显微镜行业现状扫描电子显微镜属于高精密仪器，其产品单价相对高昂，因此国内个人对于扫描电子显微镜的需求量较小，一般都是高校、企业等需要。根据数据显示，2020年我国扫描式电子显微镜行业需求量360台，同比2019年的334台增长了7.78%。资料来源：公开资料整理近年来，中国扫描电子显微镜市场规模呈现逐年增长的态势，增长速度呈现下降趋势。2020年，中国扫描电子显微镜市场规模实现10.48亿元，同比增长2.95%。国内产品占据10%左右的市场份额，国外产品占据大部分市场份额。资料来源：公开资料整理相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国扫描式电子显微镜行业市场运行现状及投资规划建议报告》三、扫描式电子显微镜行业市场格局我国扫描式电子显微镜主要应用于主要用于纺织、化工、印染、 仪器仪表 、材料分析、教学科研等许多领域。其中材料、化工领域是最大的应用市场，2020年市场占比为40.8%，其次为生物、医学领域，2020年市场占比为33.5%。资料来源：公开资料整理中国扫描电子显微镜的采购主体主要为高校、企业与科研机构。根据数据显示，中国扫描电子显微镜市场45%的采购主体为高校，企业和科研机构各占39%。即2020年，16.72亿元的中国扫描电子显微镜市场中，高校、企业和科研机构分别采购了约7.52亿元、6.52亿元和2.68亿元。资料来源：公开资料整理由于国内扫描电子显微镜的技术水平与国际先进水平有一定差距，中国的扫描电子显微镜行业市场主要被海外知名扫描电子显微镜生产企业所占据。市场集中度较高，CR4在75%以上。其中，市场占比最大的企业为蔡司，市场占比达到22%；其次为赛默飞（含飞纳），市场占比为21%。四、扫描电子显微镜行业相关企业在扫描电子显微镜产品布局方面，海外厂商的均已经应用了场发射电子枪技术，而我国除中科科仪和聚束科技外的其他品牌仍停留在分辨率和放大倍数较为逊色的钨灯丝扫描电镜阶段。此外，按国内扫描电子显微镜产品招投标的情况来看，受产品技术先进性影响，海外厂商扫描电子显微镜产品的平均价格也明显高于国内品牌。因为较高的技术壁垒，我国目前扫描电子显微镜的生产企业不多，其主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。这些企业均未上市，在市场占比方面，中科科仪是国产品牌中占比最大的企业，占全国市场的比重为7%，远低于国外品牌。

p 　　 strong 扫描隧道显微镜 /strong (scanning tunneling microscope，缩写为STM)，亦称为扫描穿隧式显微镜，是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德· 宾宁及海因里希· 罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明，两位发明者因此与恩斯特· 鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。 /p p 　　它作为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。 /p p 　　它主要是利用一根非常细的钨金属探针，针尖电子会跳到待测物体表面上形成穿隧电流，同时，物体表面的高低会影响穿隧电流的大小，针尖随着物体表面的高低上下移动以维持稳定的电流，依此来观测物体表面的形貌。 /p p 　　换句话说，扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料。就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料(针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成)。一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面。当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来。电流在流过一个原子的时候有涨有落，如此便极其细致地探出它的轮廓。在许多的流通后，通过绘出电流量的波动，人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片。 /p p 　　 strong 原子力显微镜 /strong (atomic force microscope，简称AFM)，也称扫描力显微镜(scanning force microscopy，SFM))是一种纳米级高分辨的扫描探针显微镜，是由IBM苏黎士研究实验室的比宁(Gerd Binning)、魁特(Calvin Quate)和格勃(Christoph Gerber)于1986年发明的。AFM测量的是探针顶端原子与样品原子间的相互作用力——即当两个原子离得很近使电子云发生重叠时产生的泡利(Pauli)排斥力。工作时计算机控制探针在样品表面进行扫描，根据探针与样品表面物质的原子间的作用力强弱成像。 /p center img alt=" " src=" http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100352076.jpg" height=" 210" width=" 459" / /center p style=" text-align: center " strong 世界上第一台原子力显微镜和发明人之一比宁 /strong /p p 　　以一种简单的方式进行类比，如同一个人利用一艘小船和一根竹竿绘制河床的地形图。人可以站在小船上将竹竿伸到河底，以此判断该点的位置河床的深度，当在一条线上测量多个点后就可以知道河床在这条线上的深度。同样道理绘制多条深度线进行组合，一张河床的地形图就诞生了。与此类似，在AFM工作时的，原子力传感器相当于人和他手中的竹竿，探针顶端原子与样品原子间作用力的大小就相当于竹竿触及河底时水面下的长度。这样，在一艘小船(控制系统)的控制下进行逐点逐行的扫描，AFM就可以绘制出一张显微图像啦。 /p p 　　 /p center img alt=" " src=" http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100358209.jpg" height=" 283" width=" 388" / /center p style=" text-align: center " strong 普通原子力显微镜的原理示意图 /strong /p p 　　原理解释起来并不算十分复杂，但是AFM的发明、使用与改进汇聚了大批科学家们的辛劳努力和创造性思维。特别是拍摄到氢键实空间图像所使用的非接触式原子力显微镜，经过分子沉积、温度控制、防振、探针、真空、控制系统等多方面的摸索与改造才最终具有如此强大的分辨能力。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp strong 1 基本原理 /strong br/ /p p 　　原子力显微镜的基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。 /p p 　　 strong 2 /strong strong 成像模式 /strong /p p 　　原子力显微镜的主要工作模式有静态模式和动态模式两种。在静态模式中，悬臂从样品表面划过，从悬臂的偏转可以直接得知表面的高度图。在动态模式中，悬臂在其基频或谐波或附近振动，而其振幅、相位和共振与探针和样品间的作用力相关，这些参数相对外部参考的振动的改变可得出样品的性质。 /p p 　　1） strong 接触模式 /strong /p p 　　在静态模式中，静态探针偏转用做反馈信号。因为静态信号的测试与噪音和偏移成正比，低硬度探针用来增强外偏转信号。然而，因为探针非常接近于样品的表面，吸引力非常强导致探针切入样品表面。因此静态原子力显微镜几乎都用在总使用力为排斥力的情况。结果，这种技术经常被叫做“接触模式”。在接触模式中，扫描过程时保持探针偏转不变来使其探针和样品表面的作用力保持恒定。 /p p 　　2） strong 非接触模式 /strong /p p 　　 /p center img alt=" " src=" http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/AFM_noncontactmode.jpg" height=" 291" width=" 350" / /center p style=" text-align: center " strong 原子力显微镜非接触模式 /strong /p p 　　在这种模式下，悬臂上的探针并不接触样品表面，而是以比其共振频率略高的频率振动，振幅通常小于几纳米。范德华力在探针距离表面样品1~3纳米时最强，它与其他在表面上的长程力会降低悬臂的振动频率。 /p p 　　通过调整探针与样品间的平均距离，频率的降低与反馈回路一起保持不变的振动频率或振幅。测量(x,y)每个数据点上的探针与样品间的距离即可让扫描软件构建出样品表面的形貌。 /p p 　　在接触模式下扫描数次通常会伤害样品和探针，但非接触模式则不会，这个特点使得非接触模式通常用来测试柔软的样品，如生物组织和有机薄膜 而对于坚硬样品，两个模式得到的图像几乎一样。然而，如果在坚硬样品上裹有一层薄膜或吸附有流体，两者的成像则差别很大。接触模式下探针会穿过液体层从而成像其下的表面，非接触模式下则探针只在吸附的液体层上振动，成像信息是液体和下表面之和。 /p p 　　动态模式下的成像包括频率调制和更广泛使用的振幅调制。频率调制中，振动频率的变化提供探针和样品间距的信息。频率可以被非常灵敏地测量，因此频率调制使用非常坚硬的悬臂，因其在非常靠近表面时仍然保持很稳定 因此这种技术是第一种在超高真空条件下获得原子级分辨率的原子力显微镜技术。振幅调制中，悬臂振幅和相位的变化提供了图像的反馈信号，而且相位的变化可用来检测表面的不同材料。 振幅调制可用在非接触模式和间歇接触领情况。在动态接触模式中，悬臂是振动的，以至悬臂振动悬臂探针和样品表面的间距是调制的。[来源请求]振幅调制也用于非接触模式中，用来在超高真空条件下使用非常坚硬的悬臂和很小的振幅来得到原子级分辨率。 /p p 　　 strong 3）轻敲模式 /strong /p p 　　 /p center img alt=" " src=" http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg/285px-Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg" height=" 215" width=" 190" / /center p style=" text-align: center " strong 在不同的pH的溶液环境中使用轻敲模式得到的高分子单链的原子力显微镜图(0.4 nm 厚) /strong /p p 　　通常情况下，绝大部分样品表面都有一层弯曲液面，为此非接触模式下使探针足够靠近样品表面从而可以测试短程力，但是此时探针又容易粘贴到样品表面，这是经常发生的大问题 动态模式就是为了避免此问题而发明的，又叫做间歇接触模式(intermittent contact)、轻敲模式(tapping mode)或AC模式(AC Mode)。在轻敲模式中，悬臂通过类似于非接触下的装载在探针上的微小的压电元件做来上下振动，频率在其共振频率附近，然而振幅则远大于10纳米，大概在100~200纳米间。当探针越靠近样品表面时，探针和样品表面间的范德华力、偶极偶极作用和静电力等作用力会导致振幅越来越小。电子自动伺服机通过压电制动器来控制悬臂和探针间的距离，当悬臂扫描样品表面时，伺服机会调整探针和样品间距来保持悬臂的预设的振幅，而成像相互作用力则得到原子力显微镜轻敲模式图像。轻敲模式减少了接触模式中对样品和探针和损伤，它是如此的温和以致于可以成像固定的磷脂双分子层和吸附的单个高分子链。比如液相的0.4纳米厚的合成聚合物电解质，在合适的扫描条件下，单分子实验可以在几小时内保持稳定。 /p p 　　 strong 3 优点与缺点 /strong /p p 　　相对于扫描电子显微镜，原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像，AFM提供真正的三维表面图。同时，AFM不需要对样品的任何特殊处理，如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三，电子显微镜需要运行在高真空条件下，原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子，甚至活的生物组织。他就像盲人摸象一样，在物体的表面慢慢抚摸，原子的形状很直观的表现。 /p p 　　和扫描电子显微镜相比，AFM的缺点在于成像范围太小，速度慢，受探头的影响太大。 /p

扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，SPM）的发展历史是一段引人注目的科学进步历程，奠定了纳米科学和纳米技术的基础。自20世纪80年代以来，SPM的出现和保存，不仅使科学家能够以原子和分子的精度观察和操控材料，还推动了许多相关领域的研究。以下是SPM发展关键里程碑：1980年代初 - 扫描隧道显微镜（STM）的发明1981年：德国物理学家格尔德宾宁（Gerd Binnig）和海因里希罗雷尔（Heinrich Rohrer）在 IBM 苏黎世研究实验室发明了扫描隧道显微镜（STM）。STM 的发明标志着扫描探针显微镜技术的开端。[1]宾宁罗雷尔世界上第一台扫描隧道显微镜[2]1986年：宾宁和罗雷尔因发明 STM 获得诺贝尔物理学奖。他们的工作证明了 STM 可以以原子级分辨率成像，从而开启了对物质结构的新认识。1989年：IBM科学家展示了一项能够操纵单个原子的技术。他们使用扫描隧道显微镜，将35个单个氙原子排列在镍冷晶体基板上，拼出了公司首字母缩写的三个字母。这是原子首次被精确地定位在平面上。[3]用 35 个氙原子拼写出“IBM”1980年代中期 - 原子力显微镜（AFM）的发展1986年：格尔德宾宁、卡尔文夸特纳（Calvin Quate）和克里斯托弗格贝尔（Christoph Gerber）发明了原子力显微镜（AFM）。AFM 可以在非导电材料上工作，扩展了 SPM 技术的应用范围。[4] AFM 利用探针与样品表面之间的范德华力进行成像，可以在真空、空气和液体环境中操作，因此在材料科学和生物学研究中具有广泛的应用。第一台原子力显微镜原子力显微镜原理图1990年代 - 扫描探针显微镜的扩展与多样化1. 磁力显微镜（MFM）：磁力显微镜（MFM）在20世纪80年代末至90年代初被发明，通过使用带有磁性涂层的探针，测量探针与样品表面磁力相互作用，实现了纳米尺度高分辨率磁畴成像。这一创新使研究人员能够深入了解材料的磁性特性。低温强磁场磁力显微镜在微结构缺陷中的研究2. 静电力显微镜（EFM）：静电力显微镜（EFM）由斯蒂芬库尔普斯（Stephen Kalb）和霍斯特福尔默（Horst F. Hamann）在20世纪80年代末至90年代初发明，通过带电探针测量静电力变化，实现纳米尺度高分辨率电学成像。EFM被广泛应用于研究半导体材料、电荷存储器件和纳米电子学等领域。3. 近场扫描光学显微镜（NSOM 或 SNOM）：近场光学显微镜（NSOM）由埃里克贝茨格（Eric Betzig）和约翰特劳特曼（John Trautman）在20世纪80年代末至90年代初发明。NSOM使用带有亚波长孔径的光纤探针，通过限制光在极小区域内并扫描样品表面，获取高分辨率的光学图像，广泛应用于材料科学、生物学、化学和半导体研究等领域。NSOM的一般原理2000年代至今 - SPM 技术的进一步发展和应用1. 高分辨率和高灵敏度：随着探针技术、控制系统和数据处理技术的发展，SPM 的分辨率和灵敏度不断提高。2. 多功能化探针：开发出具有特定化学、机械、磁性或力学性质的探针，使得 SPM 可以进行更为多样化的表征和操作。3. 多模式成像：结合多种成像模式，可以同时获得样品的多种性质信息。结合多种模式的扫描探针显微镜4.晶圆级成像：随着集成电路规模的急剧增加，需要对大型样品成像。加工在晶圆上的芯片5. 在生物学中的应用：SPM 在生物分子和细胞研究中的应用越来越广泛，可以直接观测生物大分子的结构和动力学过程。未来展望扫描探针显微镜的技术仍在不断发展，新的技术和应用不断涌现。由致真精密仪器研发的多功能原子力显微镜和晶圆级原子力显微镜支持大尺寸样品的表征，并集成集成磁力、压电力、扫描开尔文以及液相等多物性分析功能，具有极低的噪声水平，并具备基于深度学习的智能化数据处理分析。致真精密仪器未来将继续致力于更高分辨率、更快的成像速度和更强的多功能化的SPM设备研究，以满足科学研究和工业应用的需求。致真公司自主研发的多功能原子力显微镜AtomEdge集成AI的智能分析算法 高度及粗糙度、宽度、粒子智能分析参考文献：[1] Binnig, G., & Rohrer, H. (1982). Scanning tunneling microscopy. Surface Science, 126(1-3), 236-244.[2] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_STM.jpg[3] https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_%28atoms%29[4] Binnig, G., Quate, C. F., & Gerber, C. (1986). Atomic force microscope. Physical Review Letters, 56(9), 930-933.本文由致真精密仪器原创，转载请标明出处. 致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代。 致真精密仪器通过工程化和产业化攻关，已经研发了一系列磁学与自旋电子学领域的前沿科研设备，包括“产品包含原子力显微镜、高精度VSM、MOKE等磁学测量设备、各类磁场探针台、磁性芯片测试机等产线级设备、物理气相沉积设备、芯片制造与应用教学训练成套系统等”等，如有需要，我们的产品专家可以提供免费的项目申报辅助、产品调研与报价、采购论证工作。另外，我们可以为各位老师提供免费测试服务，有“磁畴测试”、“SOT磁畴翻转”、“斯格明子观测”、“转角/变场二次谐波”、“ST-FMR测量”、“磁控溅射镀膜”等相关需求的老师，可以随时与我们联系。

近日，国科大杭州高等研究院预算220万元欲采购1套进口超高分辨率场发射扫描电子显微镜，用于样品表面微观形貌和结构表征的科研项目研究。该设备的采购已经由归口部门科研处组织5名熟悉该产品性能的专家（含1名法律专家），进行了超高分辨率场发射扫描电子显微镜的可行性论证及进口设备专家认证。详情如下：一、采购人名称：国科大杭州高等研究院二、进口产品公示编号：importedProduct2022101549659249三、采购项目名称：超高分辨率场发射扫描电子显微镜四、符合采购要求的进口产品产地、品牌（一家及以上）：序号品牌/厂家产地1日立日本2赛默飞美国3蔡司德国五、 专家论证意见：专家一：采购单位研究的超小磁性纳米生物材料及其复合材料样品在磁分离、磁靶向、纳米酶催化、体内磁热治疗、体内MRI造影等领域应用广泛。磁性样品显微形貌结构表征时，为了避免磁性样品吸附到仪器内，污染干扰仪器检测，安全起见通常需要在10 mm及以上的大工作距离下进行表征，因此，大工作距离下的分辨率指标很重要。另外，为了避免这类尺寸超小的复合生物材料样品受电子束辐照损伤，通常采用低电压和小束流的条件，并且在低电压下达到1.0 nm以下的高空间分辨率对样品微结构形貌分析很重要。进口产品在1kV的低加速电压下可达到≤0.8 nm的分辨率，在10 mm的工作距离、1kV低加速电压时，仍可保证达到1.0 nm的分辨率指标。国产设备在1kV的低加速电压下最高空间分辨率仅能达到1.5 nm，随着工作距离调整到10 mm及以上时，1kV低电压分辨率显著降低，不能满足超小的磁性纳米生物材料及其复合材料样品的研究分析需求。综上，根据采购单位样品分析需求，国产设备目前暂时无法满足使用，建议采购进口设备。专家二：采购单位涉及囊泡纳米颗粒、蛋白组装纳米颗粒等类型各异的生物样品。对于导电性差的生物类样品在高加速电压电子束作用下表面微结构形貌容易损伤，最好在低电压下表征，而为了高分辨表征样品细节，仪器需要保证在低电压时具有超高的分辨率性能。进口设备起步发展早，机型种类多，高端机型在1 kV低加速电压下可达到0.8 nm以下的分辨率。相比之下，国产设备发展晚、可供选择的机型少，在1 kV低加速电压下，高端的国产机型分辨率都在1.5 nm及以上，国产设备不能达到1.0 nm及以下的分辨率指标，会导致很多实验样品不能被表征分析，影响项目研究推进。因此，为了保障采购单位的项目申请和研究需求，建议采购进口设备。专家三：此次拟采购的超高分辨率场发射扫描电子显微镜需要用于聚合物纳米颗粒、蛋白纳米颗粒等纳米材料的微结构形貌和元素分布研究。高分子、蛋白类的纳米材料通常导电性不佳、容易受到电子辐照损伤，故对这类样品进行电子显微表征时，需要考虑仪器低电压下的空间分辨率和元素测试的速度。低电压分辨率方面，目前进口的高端设备低电压1kV的分辨率可达到1.0 nm或更优，在配备电子速减速技术时分辨率可达到0.8 nm或更优。目前国产最高端设备，在低电压1kV、减速条件下最优达到1.5 nm分辨率，无法满足1.5 nm以下的成像分辨率，使用受限。元素分析方面，进口设备可选配一体化的硅漂移探测器，因其底层与扫描电子束信号共用同一个图形发生器，可以在进行形貌扫描的同时实时得到元素分布的结果，达到同样元素分析效果的前提下速度比使用第三方探测器快一倍以上，减少了所需要的电子辐照样品时间。目前国内暂时没有生产硅漂移探测器的厂家，国产设备只能选配进口的、第三方的产品，需要额外的图形处理器和软件，速度较慢，电子辐照时间变长，增加了辐照损伤样品的风险。综上，建议采购进口设备以满足单位的科研工作需要。专家四：拟采购的超高分辨率场发射扫描电子显微镜利用高能电子束和不同的探测器，可从毫米尺度到纳米尺度连续地对样品进行形貌、结构、元素、电位分析，是材料微观分析领域不可替代的设备之一。对于采购单位研究的小尺寸聚合物纳米点、量子点等纳米材料，表征时镀膜处理会带来假象，采用低加速电压探测是最常用和有效的表征方法。1kV的低加速电压下进口高端产品的分辨率可以做到≤0.8nm，而国产的高端产品低电压1kV的分辨率≥1.5nm。成像能力和分辨率指标的倒数成正相关，意味着国产产品在低电压成像分辨能力比进口高端产品有大于50%的差距。因此，在低电压成像分辨能力方面，国产产品确实不能很好地满足上述尺寸小的样品表征需求。在功能探测器方面，进口产品具备独立的形貌、元素、电位衬度探测器；具备一体化硅漂移探测器，能量分辨率129 eV或更优；具备一体化软件，可以实时得到形貌信息、结构信息、电位信息、元素信息的原位微观表征结果。国产产品具备形貌、元素衬度探测器，并无独立的电位衬度探测器；无国内厂家可生产硅漂移探测器，只能选配第三方的产品，软件功能无法集成一体，也会带来售后问题。综上，建议采购进口设备。专家五：（一）国科大杭州高等研究院企业信息拟采购的进口产品符合《政府采购的进口产品管理办法》（财库[2007]119号第三条）以及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》（财办库[2008]248号）的认定情形。（二）该商品未列入商务部《限制进口机电产品目录》和《中国禁止进口限制进口技术目录》；（三）通过市场调查，国产设备目前在导电性差/尺寸小的生物样品形貌空间分辨力等性能指标达不到要求，不满足采购单位科研需要。该设备属于国家非限制进口仪器设备，符合国家相关进口产品的法律规定，建议该项目采购进口设备。

01MFM（Magnetic Force Microscopy，磁力显微镜）磁力显微镜（Magnetic Force Microscopy，MFM）是一种专门用于成像样品表面的磁性分布的扫描探针显微镜，通过探针和样品之间的磁力相互作用来获得信息。MFM应用MFM主要用于研究材料的磁性特征，广泛应用于物理学、材料科学、电子学等领域。常见的应用包括：磁记录介质：研究硬盘、磁带等磁记录设备的磁性结构和缺陷；磁性材料：分析磁性薄膜、纳米颗粒、磁性多层膜等材料的磁畴结构；生物磁性：研究生物组织中天然存在的磁性物质，如磁性细菌。应用实例在自旋存储研究中，以斯格明子的研究为例，传统的磁存储单元受限于材料性质，显著影响自旋存储的高密度需求。斯格明子是一种具有拓扑性质的准粒子，其最小尺寸仅为3nm，远小于磁性隧道结，是理想的信息载体，有望突破信息存储密度的瓶颈。下图为通过MFM表征获取的斯格明子图像。[1]标准斯格明子M-H曲线 斯格明子图像在磁盘研究中，通过MFM可以获取磁盘表面的高分辨率磁性图像，详细了解其磁畴结构和分布情况。MFM具有高空间分辨率和灵敏度，为磁盘材料的研究和优化提供了重要的数据支持。下图展示了通过MFM测试获取的磁盘表面磁畴结构图像。电脑软盘磁畴图像02PFM（Piezoresponse Force Microscopy，压电力显微镜）压电力显微镜（Piezoresponse Force Microscopy，PFM）是一种用于研究材料压电性质的扫描探针显微镜，利用探针与样品表面之间的逆压电效应来成像和测量材料的压电响应。材料由于逆压电效应产生形变示意图 [2]PFM应用PFM广泛应用于材料科学和电子学领域，尤其是在研究和开发新型压电材料和器件方面。具体应用包括：铁电材料：研究铁电材料的畴结构、开关行为和退极化现象。压电器件：分析压电传感器、致动器和存储器件的性能。生物材料：研究生物组织中的压电效应，例如骨骼和牙齿。应用实例具有显著的压电效应，即在外加机械应力作用下产生电荷。这使其在超声波发生器、压电传感器和致动器中具有重要应用。在研究PbTiO3样品时，通过PFM，可以获取PbTiO3表面的高分辨率压电响应图像，详细了解其畴结构和分布情况，为PbTiO3材料的研究和优化提供了重要的数据支持。下图展示了通过PFM测试获取的PbTiO3样品表面压电力图像。PbTiO3垂直幅度图PbTiO3垂直相位图03EFM（Electrical Force Microscopy，静电力显微镜）静电力显微镜是一种用于测量成像样品表面的电静力特性的扫描探针显微镜。EFM通过探针与样品表面之间的静电力相互作用，获取表面电荷分布和电势信息。静电力显微镜（抬起模式）[3]EFM应用EFM广泛应用于材料科学、电子学和纳米技术等领域，常见的应用包括：电荷分布：测量和成像材料表面的电荷分布。表面电势：研究材料表面的电势分布和电特性。半导体器件：分析半导体器件中的电特性和缺陷。纳米电子学：研究纳米级电子器件的电性能。应用实例Au-Ti条带状电极片静电力04KPFM（Kelvin Probe Force Microscopy，开尔文探针力显微镜）KPFM是一种通过探针与样品之间的接触电势差来获取样品功函数和表电势分布的扫描探针显微镜。KPFM广泛应用于金属、半导体、生物等材料表面电势变化和纳米结构电子性能的研究。KPFM 获取 Bi-Fe薄膜样品表面电势 [4]KPFM应用KPFM在材料科学、电子学和纳米技术等领域具有广泛的应用，常见的应用包括：表面电势分布：测量和成像材料表面的局部电势分布。功函数测量：研究材料的功函数变化，特别是对于不同材料的界面和缺陷。半导体器件：分析半导体器件中的电势分布和电学特性。有机电子学：研究有机半导体和有机电子器件的表面电势。应用实例Au-Ti条带状电极片表面电势05SCM（Scanning Capacitance Microscopy，扫描电容显微镜）扫描电容显微镜（Canning Capacitance Microscopy，SCM）是一种用于测量和成像样品表面的电容变化的扫描探针显微镜。SCM能够通过探针与样品表面之间的电容变化，提供高分辨率的局部电学特性图像。这种显微镜适用于研究半导体材料和器件的电学特性，如掺杂浓度分布、电荷分布和界面特性等。SCM在半导体工艺和材料研究、故障分析以及器件优化中发挥着重要作用。通过SCM，研究人员能够获得纳米尺度的电学特性信息，从而推动半导体技术的发展和创新。SCM原理示意图 [5]SCM应用SCM主要应用于半导体材料和器件的研究，广泛应用于电子学和材料科学领域。具体应用包括：掺杂分布：测量和成像半导体材料中的掺杂浓度分布。电荷分布：研究半导体器件中的电荷分布和电场。材料特性：分析不同材料的电容特性和介电常数。06致真精密仪器自主研发的原子力显微镜科研级原子力显微镜AtomEdge产品介绍利用微悬臂探针结构对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征，纵向噪音水平低至0.03 nm(开环），可实现样品表面单个原子层结构形貌图像绘制。可以测量表面的弹性、塑性、硬度、黏着力、磁性、电极化等性质，还可以在真空，大气或溶液下工作，在材料研究中获得了广泛的使用。设备亮点● 多种工作模式● 适配环境：空气、液相● 多功能配置● 稳定性强● 可拓展性良好典型案例晶圆级原子力显微镜Wafer Mapper-M产品介绍利用微悬臂探针结构可对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征。样品台兼容12寸晶圆，电动样品定位台与光学图像相结合，可在300X300mm区域实现1μm的定位精度，激光对准，探针逼近和扫描参数调整完全自动化操作。可用于产线，对晶圆粗糙度进行精密测试。设备亮点● 多种工作模式● 适配环境：空气、液相● 可旋转式扫描头● 多功能配置● 稳定性强、可拓展性良好典型案例参考文献：[1]Li S, Du A, Wang Y, et al. Experimental demonstration of skyrmionic magnetic tunnel junction at room temperature[J]. Science Bulletin, 2022, 67(7): 691-699.[2]Kalinin SV, Gruverman A, eds. Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale. Springer 2007.[3] https://www.afmworkshop.com/products/modes/electric-force-microscopy[4] https://www.ornl.gov/content/electrostatic-and-kelvin-probe-force-microscopy[5] Abdollahi A, Domingo N, Arias I, et al. Converse flexoelectricity yields large piezoresponse force microscopy signals in non-piezoelectric materials[J]. Nature communications, 2019, 10(1): 1266.本文由致真精密仪器原创，转载请标明出处致真精密仪器拥有强大的自主研发和创新能力，产品稳定精良，多次助力中国科研工作者取得高水平科研成果。我们希望与更多优秀科研工作者合作，持续提供更加专业的技术服务和完善的行业解决方案！欢迎联系我们！致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代。通过工程化和产业化攻关，已经研发了一系列磁学与自旋电子学领域的前沿科研设备，包括“原子力显微镜、高精度VSM、MOKE等磁学测量设备、各类磁场探针台、磁性芯片测试机等产线级设备、物理气相沉积设备、芯片制造与应用教学训练成套系统等”等，如有需要，我们的产品专家可以提供免费的项目申报辅助、产品调研与报价、采购论证工作。另外，我们可以为各位老师提供免费测试服务，有“磁畴测试”、“SOT磁畴翻转”、“斯格明子观测”、“转角/变场二次谐波”、“ST-FMR测量”、“磁控溅射镀膜”等相关需求的老师，可以随时与我们联系。

仪器信息网讯 自1988年首次在上海举办以来，SEMICON CHINA 已成为中国首要的半导体行业盛事之一，它囊括当今世界上半导体制造领域主要的设备和材料厂商，也见证了中国半导体制造业的快速成长。 2021 年3月17日，SEMICON CHINA 2021在上海新国际博览中心隆重召开。牛津仪器也携其半导体解决方案亮相SEMICON CHINA 2021。牛津仪器展台牛津仪器1959年创建于英国牛津，是英国伦敦证交所的上市公司，生产分析仪器、半导体设备、超导磁体、超低温设备等高技术产品。在五十多年的发展过程中，牛津仪器公司凭借自身的科研优势，凭借出色的技术管理和产品服务为全球的科技发展做出了贡献。牛津仪器现已成为科学仪器领域的跨国集团公司，生产基地、销售和服务网络，客户遍及一百多个国家和地区。在此次牛津仪器参展的产品中，牛津仪器展示了全新推出的高频扫描电容显微镜（SCM）和大样品台原子力显微镜Jupiter XR，该款仪器是专门为半导体行业和分析测试平台设计的最新一代快速扫描原子力显微镜。对已知掺杂浓度阶梯状样品，全新一代高频扫描电容显微镜（SCM）分辨掺杂类型和提供线性的电容信号响应据了解，在扫描电容显微镜（SCM）诞生之前，研究人员、半导体芯片制造商和失效分析工程师对掺杂水平、掩模和注入物对齐以及由于这些误差导致的器件失效等细微变化和误差视而不见。SCM的发明让工程师能够在亚微米尺度上探测器件，相比于上一代设计，牛津仪器全新的高频SCM设计可以在器件制造和故障分析中发现问题所在。SCM的核心是一种纳米级的电学AFM成像技术。它利用微波射频信号探测样品的局部电学性能，测量自由载流子浓度和类型。SCM可以直接检测电容变化，分辨率可达1 aF。由于采用了测反射信号（S11）的振幅和相位变化的方法，其相比于传统的SCM只能测定相对值来说，牛津仪器全新推出的高频SCM可以直接测量电容真实值。其更高的灵敏度也允许探测金属和绝缘体，以及传统半导体器件以外的非线性材料——包括那些不形成自然氧化物层的材料。Jupiter XR原子力显微镜全新一代的高频SCM可以在牛津仪器的原子力显微镜Jupiter XR AFM 平台上实现自动化智能扫描，一键成像。Jupiter XR原子力显微镜与大多数原子力显微镜相比，同等成像质量下扫描速度快数十倍，同时其高度自动化的操作让检测效率大大提高，高精度分辨率可达分子级别，并且在粗糙度测量方面实现了皮米级的分辨率和超过1000次连续扫描粗糙度差别小于1%的高重复性，可以用于半导体工厂生产中的宽禁带半导体材料测试、外延生产、半导体失效分析、平台质检QC、QA、FA等领域。Ultim Extreme EDS此外，牛津仪器还展示了一款EDS能谱仪。Ultim® Extreme 是Ultim Max系列中的一款无窗能谱，晶体面积100mm2，经优化设计来尽可能提高灵敏度和空间分辨率。它采用跑道型结构设计，优化高分辨率场发射扫描电镜在低加速电压和短工作距离下工作时的成像和EDS性能，使用Ultim Extreme，EDS的空间分辨率接近扫描电镜的分辨率。

扫描电子显微镜行业主要公司：目前国内扫描电子显微镜行业的公司主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。　　本文核心数据：扫描电子显微镜市场规模、扫描电子显微镜消费量、扫描电子显微镜细分市场需求规模(按采购主体)　　1、需求规模增长较快，2020年增速接近10%　　我国扫描电子显微镜行业起步较晚，于1975年方才由中国科学仪器厂(中科科仪股份有限公司前身)研制出首台扫描电子显微镜。但我国对于科研创新重视程度较高，由于扫描电子显微镜在各科研领域的物质微观形貌表征观察方面应用较为广泛，故其市场需求仍在稳步增长。　　结合全球扫描电子显微镜典型厂商日本电子于其决策说明会披露的全球电子显微镜、扫描电子显微镜市场规模和Grand View Research披露的中国电子显微镜市场规模，基于图表1中的基础假设和测算逻辑测算，2017-2020年中国扫描电子显微镜市场规模如下所示。 由此可知，近年来，中国扫描电子显微镜市场规模呈现逐年增长的态势，且增长速度较快，均在10%左右。2020年，中国扫描电子显微镜市场规模实现16.72亿元，受新冠疫情影响，2020年各单位对于扫描电子显微镜等科学仪器的采购预算增幅有所下调，故其同比增长率较2018年与2019年略有下滑，仅为9.21%。2、产品单价高昂，年需求量尚以百计 　　扫描电子显微镜属于高精密仪器，其产品单价相对高昂。根据对2018-2021年3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计，共有361台/套扫描电子显微镜列明了中标/成交金额。这361台/套扫描电子显微镜的中标/成交金额合计为10.67亿元，按该金额计算得到，2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均每台/套的单价约为296.51万元。 　　我国政府采购的扫描电子显微镜种类宽泛，价格公允，故将2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均价格作为中国扫描电子显微镜市场的平均价格，并根据“需求数量=市场规模/产品价格”的逻辑计算，得到中国扫描电子显微镜产品需求数量如下图所示。 　　由此可知，2017-2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量不断增长。2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量在564台左右。3、采购主体主要为高校、企业与科研机构 　　中国扫描电子显微镜的采购主体主要为高校、企业与科研机构。根据赛默飞旗下的飞纳品牌对其在中国销售的1000+台扫描电子显微镜采购主体的统计，以及2018-2021年第一季度3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计数据及科研设施与仪器国家网络管理平台披露的扫描电子显微镜保有情况的印证，中国扫描电子显微镜市场45%的采购主体为高校，企业和科研机构各占39%。即2020年，16.72亿元的中国扫描电子显微镜市场中，高校、企业和科研机构分别采购了约7.52亿元、6.52亿元和2.68亿元。 综合来看，我国扫描电子显微镜需求规模逐年增长，但由于价格高昂，年需求量不足千台。从其下游采购主体来看，对扫描电子显微镜存在需求的主要为高校、企业和科研机构，其中高校的需求占比较高，在45%左右。

一、项目基本情况1.项目编号：ZDZB（XM）-2023125项目名称：厦门大学公共卫生学院生物分子相互作用分析系统采购项目预算金额：526.880000 万元（人民币）最高限价（如有）：526.880000 万元（人民币）采购需求：厦门大学公共卫生学院生物分子相互作用分析系统采购项目 1台 。详见招标文件。合同履行期限：合同签署后，质量保证期结束止。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：XC2023-356项目名称：厦门大学公共卫生学院玻片扫描显微镜系统预算金额：350.000000 万元（人民币）采购需求：厦门大学公共卫生学院玻片扫描显微镜系统；数量：1套；简要技术参数：具体详见招标文件。合同履行期限：按招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年10月10日 至 2023年10月17日，每天上午9:00至11:30，下午15:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：福建省中达招标代理有限公司厦门分公司（厦门市思明区湖滨南路20号基金大厦15层1503室）方式：现场获取或邮件获取。在招标公告规定的时间内，潜在供应商可向福建省中达招标代理有限公司厦门分公司购买本项目招标文件： 1.现场获取：到采购公告列明的获取招标文件地点现场获取，填写《招标文件购买登记表》后受理。 2.邮件获取： ①．填写《招标文件购买登记表》（格式见附件）； 　　②．按招标公告规定的招标文件售价转账或电汇交纳费用（交纳帐户见本章末《采购代理机构信息表》），并将招标文件购买登记表及汇款单据扫描后用邮件发送至我司指定邮箱zdzb1314@163.com（购买时间以指定邮箱收到邮件时间为准）； 　　③．与我司招标文件购买联系人联系，确认款项是否到帐，相关文件是否收悉； 　　④．我司按招标文件购买登记表上的信息以电子邮件方式发送招标文件，如需邮寄发票，邮费自理。 未通过上述途径获取招标文件的，不予书面通知招标文件更改补充内容等（如有）及不受理投标。售价：￥200.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：厦门大学　　　　　地址：厦门市思明南路422号　　　　　　　　联系方式：李老师 0592-2189920　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：福建省中达招标代理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：厦门市思明区湖滨南路20号基金大厦15层1503室　　　　　　　　　　　　联系方式：邱智、0592-2030455　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：邱智、邱玉婷、林燕飞电　话：　　0592-20304554.采购代理机构信息名 称：厦门兴城联合投资咨询有限公司　　　　　　　　　　　　　地　址：厦门市湖滨南路86号之一第3层　　　　　　　　　　　　联系方式：0592-2219566　　　　　　　　　　　　5.项目联系方式项目联系人：周先生电　话：　　0592-2219566

p 　　据Grand View Research的一项最新报告，2014年全球 a href=" http://www.instrument.com.cn/zc/53.html" target=" _self" title=" " 扫描电子显微镜 /a (SEM)市场为12.674亿美元，预计2022年该市场将达到29亿美元。 /p p 　　半导体行业的快速增长提升了显微镜在印刷、涂料、失效分析和元素检测方面应用的需求。而且显微镜在微型晶体管芯片和量子点等半导体行业的应用有望推动市场增长。纳米技术领域研究不断增长的需求需要技术先进、高分辨率的显微镜，再加上政府对研发创新的资金支持，都将推动该市场的增长。 /p p 　　由于慢性病患病率的不断增加，相关生命科学和医学领域R& amp D经费和对数码显微镜的需求也在增加，预计到2022年，扫描电镜在制药领域中的应用有望占到30%的市场份额 表面观察、膜厚度分析、涂料分析等应用需求也将推动该市场的增长，预计扫描电镜在汽车行业中应用的复合年增长率将超过11.0%。 /p p 　　由于世界级扫描电子显微镜制造商的出现以及扫描电镜在元素分析和成像领域的使用越来越多，到2022年，亚太地区市场份额将超过35.0%；先进的扫描电子显微镜在材料研究领域不断增长的需求也将推动拉丁美洲市场的增长，预计复合年增长率为11.6%。 /p p 　　此外，政府大力的资金支持也将加速制药、半导体和汽车等行业的研发进程。 /p p 　　这个市场的一些主要厂商包括Bruker、Danish Micro Engineering、FEI、Hitachi、JEOL、Leica、Nanoscience Instruments、Nikon、Olympus、Tescan Orsay Holding 、Carl Zeiss等。 /p p br/ /p

低温在凝聚态物理研究中扮演越来越重要的角色，是对多体系统中强相互作用的复杂行为开展深入研究的必要条件。随着液氦资源的日趋紧张和无液氦制冷技术的不断发展，基于无液氦制冷的设备将逐步成为低温科研仪器的主流方向。迄今为止，磁共振成像、超导磁体、综合物性测量系统等诸多仪器设备已实现了无液氦化。然而，具有亚原子分辨能力的扫描探针显微系统（SPM）对震动水平的要求极为苛刻，因此实现无液氦闭循环制冷技术在低温SPM领域的应用面临挑战。近十年来，世界上多个团队和公司尝试将制冷机安装在扫描单元附近实现无液氦低温SPM，而单级制冷的基础温度仅能达约5K水平，且制冷机震动对成像的影响仍然显著。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心郇庆研究团队（N13组）致力于高端科研仪器的研发与应用，在真空、低温、材料制备等领域核心关键部件、成套系统、电路控制系统方面取得了系列成果。高鸿钧院士团队（N04组）多年来致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用，在前沿科学研究取得一系列重要突破。N13组和N04组长期合作，陆续在尖端科研仪器装备自主研发方向取得一系列重要进展：一套商业化四探针SPM系统的彻底改造、超高真空光学-低温扫描探针显微镜联合系统的研制和应用于多探针显微镜的分时复用电路系统等。合作团队再次“仪器”携手，攻关新一代无液氦低温SPM技术。该研究研制了一套无液氦亚3K低温SPM系统。这一系统颠覆了现有无液氦SPM近端安装制冷机的方式，将低频大幅震动的制冷机安装在远端的独立制冷腔体。通过数月的连续测试验证，该设备实现了~2.8K的基础温度、接近±0.1mK的温度稳定性、约1pm震动水平、小于10pm/h的温度漂移，能够从低温到室温宽温区内连续变温成像。在非接触原子力显微镜原子级分辨成像、扫描隧道谱以及非弹性电子隧道谱的性能方面，该系统达到了与传统液氦杜瓦的湿式SPM系统相媲美的水平。相较已有无液氦SPM方案存在制冷机近端安装带来的诸多问题（不耐烘烤、磁场敏感、安装角度受限、橡胶波纹管透气结冰和难以升级等），这种闭循环远端制冷方案展现了多方面的优势：高性能：少量氦气（~10 L）实现3K以下基础温度，并可长时间连续运行，震动水平与湿式系统相当；拓展性：利用此远端液化4He方案预冷3He方便实现亚开尔文范围拓展；兼容性：与强磁场、光学通路等其他物理环境的良好兼容性，显著降低来自制冷机的电磁干扰；灵活性：便捷地将现有湿式SPM系统改造为无液氦SPM，并可应用在其他需求低温且对振动敏感的领域。这一闭循环无液氦低温SPM实现了TRL8级的技术就绪度。近期，相关研究成果发表在《科学仪器评论》上（Review Scientific of Instruments，DOI：10.1063/5.0165089）。该工作将为凝聚态物理研究、材料科学、生物医学等领域提供高性能的低温超低振动解决方案，并有望推动相关领域的研究取得更大突破。一位审稿人评价道：“在我看来，采用氦连续流低温恒温器和低温制冷机技术相结合的理念来解决无液氦低温扫描探针显微镜及相关领域长期存在的隔振问题，不仅具有创新性，而且鉴于世界范围内的液氦短缺困境，该技术方案的提出十分重要且及时。”研究工作得到国家杰出青年科学基金项目、中国科学院关键技术研发团队项目、国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金青年科学基金项目和北京市科技计划怀柔科学中心项目的支持。图1. 新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜的三维模型和原理图。图2. （a）基于连续流液氦恒温器的降温效果；（b）闭循环无液氦远端制冷的降温效果；（c）载入样品后的温度变化；（d）样品在4K温度的稳定性。图3. Au(111)和Ag(110)表面的成像测试和谱学表征。图4. Ag(110)表面CO分子的拾取和二阶谱学表征与谱学成像。图5. qPlus AFM探针在NaCl(100)表面的测试结果。图6. 已有基于液氦杜瓦的湿式SPM系统升级成远端制冷闭循环无液氦SPM的方案示意图。

11月15日-19日,第二十五届中国国际高新技术成果交易会(以下简称“高交会”)在深圳隆重举办。中科科仪作为国科控股与国科科仪高端装备制造版图中的重要组成部分,携众多前沿技术及硬核产品亮相国科控股高端装备板块。16日上午,中科科仪总经理助理兼科仪光电总经理孟祥良在高交会(福田展区)新产品新技术精品发布活动中进行了《场发射枪扫描电子显微镜》的精彩报告,带来了具有自主知识产权的国产高端场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8100并进行详细介绍。【发布现场】扫描电子显微镜是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器,具有景深大、分辨率高、成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点,是中国科技发展中不可或缺的高端科学仪器。中科科仪具有50多年的电镜研制历史,具备深厚的电子光学技术基础,是国内率先实现扫描电子显微镜产业化的企业,在产品的研发和制造方面拥有丰富的经验。针对基础科学研究和高精尖工业制造对国产场发射枪扫描电子显微镜的迫切需求,2013年,北京中科科仪股份有限公司牵头,联合北京大学、中科院微电子所、中科院生物物理所、国家环境分析测试中心、清华大学等单位,承担国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”,在2014年成功推出了国内首台肖特基场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8000,并在此基础上提升电子光学系统综合性能,于2017年推出了国产高端场发射枪扫描电子显微镜产品KYKY-EM8100,分辨率优于0.9nm@30kV,3nm@1kV,解决了高分辨率电子光学成像系统、系统集成调试等关键技术,成为国内首创、达到国际同类产品技术水平、具有完全自主知识产权的肖特基场发射枪扫描电子显微镜。KYKY-EM8100型扫描电子显微镜是中科科仪承担科技部国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”研制成果的一部分,具有自主设计制造了低像差物镜、突破了电子束镜筒加速技术、自主研制了电子光学智能化控制系统等三大技术优势。目前该设备已完成科技成果转化及产业化落地,并形成批量销售,深受各行业用户好评,为我国纳米科技、材料分析、分子生物学研究与半导体检测领域提供技术支撑,取得了显著的经济效益和社会效益。场发射枪扫描电子显微镜是纳米技术、生物技术、医学、化学、物理学研究的重要工具,在半导体集成电路加工、微机电系统、微型传感器等信息技术支撑领域和环境保护领域也发挥着重要作用,广泛应用于金属、陶瓷、矿物、冶金、高分子、复合材料、微生物、新能源材料的表面形貌进行观察及微区的点、线、面成分分析 同时,场发射枪扫描电子显微镜在虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、产品质量鉴定等方面也有广泛的应用,在我国的基础科学研究、生产工艺控制、各分类学科研究的过程中发挥着不可或缺的重要作用。场发射枪扫描电子显微镜的研制成功,是我国电子光学研究水平的集中体现,是我国电子光学领域的重要成果,对摸索我国高端大型科学仪器的发展模式具有重要意义。当前,紧随科研需求和市场热点,中科科仪积极推进电子束等光学仪器设备的研究制造,加速高端仪器设备国产化替代进程,满足更多的科研及产业客户的特殊需求,助力中国高新技术产业高质量发展。未来,中科科仪将加快推进电子光学高端科学仪器装备的研制进程,提升国产化替代水平,不断解决高端仪器装备的问题,高质量引领重大科学仪器攻关及产业化发展,为强化国家战略科技力量、实现高水平科技自立自强做出新的贡献。

2016 年 7 月 22 日 - 7 月 27 日，在内蒙古呼伦贝尔市举行了第九次华北五省市电子显微学研讨会，飞纳台式扫描电镜赞助并出席了此次会议。在这场盛会中，参会的学者和厂家可以交流电子显微学在材料、生命科学、化学化工、环境、地质学等科学领域中的应用研究成果，以及仪器相关的理论、技术探讨和实验方法的改进。还有扫描电镜及其他仪器的使用、改进与维修经验的交流等。第九次华北五省市电子显微学研讨会盛况飞纳台式扫描电镜展位荷兰phenom-world 公司专注于飞纳台式扫描电镜的技术创新，持续改进和完善飞纳台式扫描电镜及相关配件，增加台式电镜的可拓展性，帮助客户更高效地获得结果，为用户节省宝贵时间，提高其投资回报率。现已推出以下产品：飞纳台式扫描电镜能谱一体机 phenom prox——分辨率 10 nm，能谱性能优越飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 phenom xl——样品室尺寸 100cm*100cm*65cm飞纳台式扫描电镜高分辨率专业版 phenom pro——放大 13 万倍，分辨率 10 nm飞纳台式扫描电镜高性价比标准版 phenom pure——放大 3 万倍，分辨率 30 nm飞纳台式电镜整合光电关联显微镜 delphi——无缝切换，荧光扫描完美叠加，一机多用飞纳台式电镜枪击残留物分析 phenom gsr——光学导航，全自动检测，astm e1588 标准飞纳台式扫描电镜为参加此次会议的老师准备了精美的手提袋扫描电镜现已成为研究材料必不可少的工具，飞纳电镜设计精巧，操作简单，维护方便，15 秒抽真空，将会帮助使用者显著提高工作效率。

上周，飞纳台式扫描电镜成功中标国家计量院，这标志着飞纳电镜成功开辟了继高校科研领域、企业领域、公安刑侦领域之外的计量检测新领域。飞纳台式扫描电镜继续领跑台式扫描电镜市场，飞纳电镜系列产品来自欧洲四大高科技聚居地之一——荷兰的的埃因霍温，飞纳电镜的工厂 Phenom-World 就设在这里。Phenom-World 从一开始就专注于台式扫描电镜的研发制造，2015 年，PW 推出第 4 代产品，分辨率达到 14 纳米，放大倍率 13 万倍，并推出了飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL， 不仅延续了飞纳台式扫描电镜系列产品简单高效的操作方式，在此基础上，实现了更大的样品仓，样品仓尺寸高达 100mm x 100mm x 65mm，一次可放进大量样品，进一步提高测样效率，同时也能实现直接观测大尺寸样品，减少样品的前处理，减少对样品的破坏。2016 年 ，Phenom-World 推出第 5 代产品，分辨率达到 10 nm。荷兰飞纳 Phenom 台式电镜，源自飞利浦技术，适合课题组和工业科技。国家计量院隶属国家质量监督检验检疫总局，是国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构，是国际计量科学中的前沿，在国家经济建设、社会发展和科技进步中发挥了重要的支撑作用。这标志着飞纳电镜成为为计量科技新领域保驾护航的重要性工具。飞纳电镜成像快速，维护周期长，性能稳定，其独有的 Ceb6 灯丝寿命至少为 1500 小时，2~3 年不用更换灯丝。Ceb6 灯丝信号充足，可采用低加速电压成像，样品表面细节更丰富。飞纳电镜具有强大的拓展功能软件：1、超大视野图像拼合软件该软件可自动在指定的区域进行扫描，将所得图像拼合成一副全景图像加以保存，以便观察。2、孔径统计分析测量系统孔径统计分析测量系统可以搜集孔的分布数据，全自动地对孔径、形状、尺寸、数量和分布进行分析，使孔洞的可视化分析更加简单。3、颗粒统计分析测量系统飞纳台式扫描电镜的颗粒统计分析测量系统，用于实现颗粒可视化分析，可对颗粒进行形貌及特征参数的分析。此外，飞纳台式扫描电镜还具有纤维统计分析测量系统，3D 粗糙度重建功能，远程联网检测功能。飞纳电镜强大的功能软件、内置高精度自动马达样品台、光学与低倍电子双重导航、适于不同领域的样品杯、专业的防震技术和设备的准确性与稳定性都是客户重点考虑的因素。正是由于飞纳台式扫描电镜的优良的性能，使得飞纳台式扫描电镜在国家计量院成功中标，脱颖而出。飞纳电镜衷心的祝愿国家计量院的计量事业取得更大的突破。

2016 年 3 月，飞纳电镜与浙江省电镜与微结构专业委员会专家开展了关于飞纳台式扫描电镜最新产品介绍及其应用的学术交流会，通过本次交流，使得各位专家对飞纳电镜有了更深一步的认识，同时，对飞纳电镜的应用拓展也提出了许多专业宝贵的建议。在交流会上，还展出了飞纳电镜畅销产品：飞纳电镜能谱一体机Phenom ProX。会议中除了内容丰富的技术演讲之外，还举行了形式多样的技术交流活动，会议现场气氛热烈。本次学术交流会有幸邀请到了浙江省分析测试协会会长莫卫民老师，浙江省电镜与微结构专业委员会李吉学老师，浙江省电镜与微结构专业委员会张孝彬等专家。飞纳电镜基于 CeB6 灯丝高质量的测试效果，15 秒抽真空，防震设计，可放置在任意楼层，对不导电样品无需喷金直接观测，及操作维护简便，得到了与会专家的一致认可。飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版Phenom XL 飞纳电镜为满足车辆，采矿，钢铁，文博考古等行业大样品无损测试的需求，于 2015 年发布了旗下大仓体台式扫描电镜——飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL，其最大样品尺寸可达 100mm x 100mm x 65mm，可满足各类大样品的分析。同时 Phenom XL 继承了飞纳电镜一贯的独家优势，高亮度、长寿命、低色差的 CeB6 灯丝，防震设计，快速抽真空，光学电子两级导航，配合全自动马达样品台，操作简便等，突破了台式电镜样品仓空间的限制，使得大样品仓需求的客户有了更适合的台式扫描电镜选择。飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL飞纳台式扫描电镜能谱一体机Phenom ProX 飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 是飞纳电镜系列中最畅销的机型之一，开创了台式电镜能谱一体化设计。经典的 15 秒抽真空源于专利样品杯及真空分级专利技术，Phenom ProX 同时还兼具了飞纳电镜高效的全自动马达样品台，及光学电子两级导航系统等特点。飞纳独家采用的高亮度 CeB6 灯丝，对不导电材料可无需喷金处理直接观测，针对不同形态样品有拓展的金相样品杯，温度控制样品杯，降低荷电效应样品杯等各类附件选择，能满足不同形态样品的测试需求。??飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 飞纳台式整合光电关联显微镜德飞 Delphi CLEM 飞纳台式整合光电关联显微镜德飞 Delphi CLEM 是荷兰扫描电镜制造商 Phenom-World 和荷兰荧光显微镜制造商 Delmic ，于 2015 年联合推出的全球首款，将荧光显微镜和台式扫描电镜高度整合在一起的设备。德飞 Delphi 采用光电关联显微技术（CLEM），荧光定位样品中感兴趣区域，扫描电镜接力高倍观察。通过在荧光图像中叠加电镜图像，在一张图像里可同时获得样品功能物质分布信息和高分辨结构信息。电镜不能感知荧光信号，光电关联显微技术的难点是在电镜里找回荧光所确定的感兴趣区域，德飞使用图像无缝切换技术，两种光路对同一位置点直接成像，彻底解决了这个难题。德飞 Delphi 的专利电子束自动校准技术，无需人工干预就能得到精度高达 50nm 的荧光和电子叠加照片，既节约了时间，又确保了叠加图像的可信度。德飞面向广大生物工作者，提供可信，高效，简便的生物图像解决方案，是连接荧光显微镜和扫描电镜的桥梁。飞纳台式整合光电关联显微镜德飞 Delphi CLEM 飞纳电镜专注于台式电镜的创新与突破，愿与您分享经验，交流心得。期待您的光临。

电子显微镜一直是尖端科学研究中不可或缺的重要工具，它提供了无与伦比的高解像度和放大能力，帮助人类探索无限的微观世界。然而，现有的电子显微镜科技面临著高成本、大体积，以及因为电子与研究样本会产生作用并导致辐照损伤而需要极度低温环境等不同限制。为突破上述技术樽颈，香港城市大学（香港城大）科研团队正在致力于研发电子束和样本产生“零作用”的未来“量子电子显微镜”。团队现阶段把量子电子显微镜的部分零组件设计成一款可以在室温下操作的紧凑型扫描与透射一体化电子显微镜，开创了电子显微镜的新纪元。他们计划在三年内把这革命性的高倍电子显微镜创新技术商品化，把它制造成产品推出市场及量产。这项目名为“脉冲空心锥扫描与透射一体化电子显微镜的商业化计划”，由香港城大材料科学及工程学系讲座教授陈福荣教授领导，最近获得香港特别行政区政府创新科技署的“产学研1＋计划”（RAISe+计划）拨款资助。该计划旨在释放本地大学在研究成果转化和商品化方面的潜力。香港城大陈福荣教授（左二）与他的研究团队成员，包括薛又峻教授（左一）、陈岩博士（右二）和陈宇驰先生（右一），早前出席“产学研1+计划”签署仪式。（图片来源：香港城市大学）透射电子显微镜（transmission electron microscopes，TEM）和扫描电子显微镜（scanning electron microscopes，SEM）是许多现代科研工作中必不可少的工具。从生物样本到纳米结构，TEM及SEM电子显微镜都能提供超高放大率及解像度的图像，帮助科研人员研究各种材料既复杂又精密的细节。然而，无论是透射还是扫描电子显微镜使用的高能量电子束，均会对脆弱的生物样本造成严重的辐射损伤。故此，在结构生物学领域，科研人员便采用冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）技术，即是先把蛋白质置于玻璃态冰层中，然后才进行观测，以减少高能量电子束造成的辐射损伤。但缺点是冰层的引入，会对显微成像带来图像杂讯，导致解像度下降。为应对这些挑战，陈福荣教授及其香港城大科研团队基于他们在香港城大福田研究院（现更名为“香港城市大学物质科学研究院（福田）”）研发出的尖端技术，创制了“脉冲电子空心锥照明混合TEM/SEM电子显微镜”。这创新的显微镜系统在多方面克服及解决了现有电子显微镜的技术限制。首先，新系统的脉冲电子源减少了对软材料样本的辐射损伤，这对于保护生物样本尤其重要；其次，透过空心锥照明技术产生的样本放大图像，其“对比度”是传统透射电子显微镜模式所产生的明场图像的四倍，遂能够更详细及清晰地对样本进行成像。此外，香港城大团队亦将利用它之前已开发出的色差和球面像差校正器（CS/SS）技术，进一步提高显微影像的空间解像度。而这套混合TEM及SEM的电子显微镜系统是座台型，比传统的TEM/SEM电子显微镜体积细小得多，而且更具成本效益。它可以在15-30 keV的低电压范围内操作，亦能够在普通室温下进行3D蛋白分子重建和纳米材料研究，较冷冻电子显微镜更佳。团队亦展示了新的电子显微镜系统在多种不同的应用场景中，均能提供极高解像度的成像，包括可以优于10nm的超高表面解像度，对印刷电路板上的金属接触点、纳米颗粒和其他生物样本进行成像。团队相信，新设计的电子显微镜最终可以做到在透射模式下观测蛋白质和分子的3D立体结构，以及在扫描模式下观测纳米材料并应用于半导体和晶片检测。“与现有的桌上型扫描电子显微镜（SEM）系统相比，我们最新研发的脉冲电子空心锥系统提供了优异的SEM电子显微成像质数，能够与市场上最好的桌上型系统媲美。”陈福荣教授续说：“此外，现时市场上并没有电子显微镜产品的质量，达致我们新系统的同等高质量。我们的脉冲空心锥照明系统具有独一无二的卓越性能，能够使用透射电子显微境（TEM）模式进行3D立体蛋白质重建，这是现时桌上型SEM所无法做到的。”香港城大陈福荣教授（左）和薛又峻教授（右）于2023年4月分享了他们在“高时间分辨电子显微镜”研究的最新成果及突破，这崭新的电子显微镜系统结合了扫描和透射电子显微镜模式，体积小巧，又兼具高效能。（图片来源：香港城市大学）“在RAISe+计划提供资金以及我们业界伙伴的支持下，我们计划在三年内为这款创新、小巧而又功能强大的混合模式电子显微镜建成生产线，以便把高质电子显微镜商业化及量产。”陈教授补充说。陈教授长期从事材料科学和电子显微镜的尖端研究，是相关研究领域的翘楚。2023年4月，他和香港城大的科研团队率先创建了一款结合了扫描和透射电子显微镜模式的“高时间分辨率电子显微镜”，成为全球首个达成这一重大突破及成就的大学研究团队。

纵观人类发展的历史，我们不难发现，生产技术每一次的革新都离不开材料的突破，材料决定了社会发展的进程。在这材料中，新能源材料与功能材料扮演着重要的角色。随着科技的发展，传统的不可再生能源已不能满足需求，需要发展像太阳能、氢能、核能、风能等新能源；单一功能的材料也不能满足发展的要求了，需要开发出具有特殊、多功能性的新材料，如万能材料石墨烯、碳纳米管以及具有无限可能的高分子材料。 扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy，SPM）是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜（原子力显微镜、静电力显微镜、磁力显微镜、扫描离子电导显微镜、扫描电化学显微镜等）的统称。它可以实现材料表面的结构与性质的测量，如对材料表面的形貌、粗糙度、电流电势分布以及磁畴分布情况进行测量，可以说它是材料科学领域中一个不可或缺的表征仪器。 岛津公司作为全球著名的分析仪器厂商，自1875年创业以来，始终坚持 “以科学技术向社会做贡献”的创业宗旨、努力实现“为了人类和地球的健康”之愿望，不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术。扫描探针显微镜具有纳米级的分辨率，在生物、医学、材料、微电子等应用学科均有它的用武之地，它在新材料的应用以及今后的新材料发展中发挥着重要作用。为了更好的服务于岛津SPM客户，岛津公司分析中心也开展了新能源及高分子材料的测试分析工作。本文集即是对这一工作的阶段性总结，供相关工作者参考。

5月21日，全国首届量子精密测量赋能产业发展大会在安徽合肥举办。本次大会作为2024“世界计量日”安徽分会场活动，由安徽省市场监管局、合肥市市场监管局、中国科学院自主研制科学仪器应用示范中心、中国科学技术大学物理学院、国仪量子技术（合肥）股份有限公司等联合举办。会上，全球首台商用低温版扫描NV显微镜正式亮相，该量子精密测量仪器可用于宽温区下高分辨、高灵敏、定量无损的磁学测量，将为我国生命科学、材料科学、凝聚态物理等领域研究提供全新手段。该显微镜由国仪量子技术（合肥）股份有限公司（以下简称“国仪量子”）自主研制，该产品目前已实现量产，标志着我国量子精密测量技术的产业化发展取得了重要突破。 低温版扫描NV显微镜发布会现场磁性是物质的基本性质之一，其微观成像是实验物理研究中的重要方向。通过深入研究材料中的微观磁学特性，科学家可以深入了解材料的结构、电子性质和相互作用，对于指导新型磁存储材料、超导材料的开发都具有重大意义。低温版扫描NV显微镜是一台结合了金刚石NV色心光探测磁共振技术和原子力显微镜扫描成像技术的量子精密测量仪器，可用于2K-300K宽温区下高分辨、高灵敏、定量无损的磁学测量，具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度。“它主要用于检测材料的表面磁学特性，将为我国生命科学、材料科学、凝聚态物理等领域研究提供全新手段。”贺羽说。 低温版扫描NV显微镜量子精密测量技术具有高科技、高效能、高质量的特征，其利用量子特性（能级跃迁、相干叠加、量子纠缠）获得了突破经典测量技术极限的能力，有望在测量精度、灵敏度、分辨率等方面超越现有技术。业界认为，量子精密测量是量子信息技术领域中，下一个“离产业最近”的方向。

据中国科学院网站消息，日前，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室(简称：瞬态室)超分辨成像团队研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜，首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起，实现了对三维荧光样品的高速立体成像，相关研究成果发表在2016年12月刊的PLOS ONE 杂志上，并被授权国家发明专利(专利号ZL201210384895.4)。　　当代生命科学研究对光学显微技术提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特别是对于生物活体显微成像来说，生物组织对光的散射使得噪声大大增强，严重影响了空间分辨率和成像深度。为了提高成像深度，双光子激发激光扫描荧光显微技术自20世纪90年代提出后被广泛应用于神经成像等领域，但是其逐点扫描的成像方式严重制约了成像速度。因为高分辨率光学显微镜的景深很小，要对样品完成三维成像，通常需要数十层乃至上百层的二维图像进行叠加重建得到，图像采集和处理一般需要数分钟甚至数十分钟，要快速实时地获取和显示三维图像非常困难。　　瞬态室超分辨成像团队在研究员姚保利和叶彤的带领下，以双目视觉原理和贝塞尔光束产生扩展焦场为基础，提出了由四个振镜组成的激光束立体扫描装置，实现了对贝塞尔光束的横向位置和倾角共三个维度的控制，突破了只有两个自由度的传统激光扫描不能实时切换视角的限制。通过对四振镜立体扫描装置的优化设计和控制，实现了对贝塞尔光束的三自由度快速扫描，可在毫秒量级进行双视角切换，从而解决了激光扫描立体显微成像系统中双光路同时成像的技术难题，首次实现了基于双视角实时激光扫描的立体显微成像和显示系统。该系统可对样品进行立体动态成像和实时双目立体观测，其三维成像速度比传统的逐点扫描方式提高了一到两个数量级。该双光子立体显微系统为活体生物的三维实时成像和显示提供了一种新的观测工具。　　“它可以让我们像观看立体电影一样实时地观测动态的三维微观世界，无需光切片，无需耗时的三维图像重构。”杨延龙如此总结这套系统的特点，他负责设计和完成了其中的立体扫描和成像显示的关键部分。“双目视觉成像是非常高效的三维信息获取方式，但是现有的体视显微镜，空间分辨率和景深互相制约，我们利用三自由度扫描的贝塞尔光束进行非线性荧光激发突破了这种限制。”　　这项研究先后在中科院“百人计划”和国家自然科学基金的支持下，从基本原理验证、关键技术突破，到原理样机完成，经历了从基础研究到应用集成的各个环节。目前，课题组正在与国内外相关科研机构开展生物医学应用的合作研究，期望尽快将该项技术应用于生物活体三维快速成像和显示领域。花粉和荧光小球样品的红蓝立体图像(可佩戴红蓝眼镜观看)