单轴压电扫描台纳米平移台

压电位移台常用术语中英文对照表Absolute accuracy : Deviation between the actual position and the desired one. If a stage has to move 100µm but it moves only 99.99µm (measured through an ideal scale), then the inaccuracy is 10nm. The permanent positioning error along an axis is designated as accuracy. Absolute accuracy is aff¬ected by calibration errors, linearity errors, hysteresis, Abbe errors and positioning noise. 绝dui精度：实际位置与所需位置之间的偏差。 如果一个平台必须移动 100µm，但它仅移动 99.99µm（通过理想标尺测量），则误差为 10nm。 沿轴的泳久定位误差称为精度。 绝dui精度受校准误差、线性误差、滞后、阿贝误差和定位噪声的影响。Backlash : Backlash is a positioning error occurring upon change of direction. Backlash can be caused by insufficiently preloaded thrust or inaccurate meshing of drive components, for example gear teeth. Piezoconcept’s flexure motion translation mechanism and piezo actuator designs are inherently backlash free. 齿隙：齿隙是在运动方向改变时发生的定位误差。 齿隙可能是由于预载推力不足或驱动部件（例如齿轮齿）啮合不准确造成的。 Piezoconcept 的弯曲运动平移机构和压电致动器设计本质上是无间隙的。Bandwidth : The frequency range to which the amplitude of the stage' s motion is dropped by 3dB. It reflects how fast the stage can follow the driving signal. 带宽：载物台运动幅度下降的频率范围为3dB。 它反映了平台能够以多快的速度跟随驱动信号。Drift : A position change over time, which includes the e¬ffects of temperature change and other environmental e¬ffects. The drift may be introduced from both the mechanical system and electronics. 漂移：位置随时间的变化，包括温度变化和其他环境影响的影响。 漂移可能来自机械系统和电子设备。Friction : Friction is defined as resistance between contacting surfaces during movement. Friction may be constant or speed dependent. Because they use flexure, the nanopositioners from Piezoconcept are friction free. 摩擦力：摩擦力定义为运动过程中接触表面之间的阻力。 摩擦力可以是恒定的或取决于速度的。 因为使用柔性连接，Piezoconcept 的纳米定位器是无摩擦的。Hysteresis : The positioning error between forward scan and backward scan. A closed-loop control is an ideal solution for this problem and is done by using a network of High Resolution silicon sensor to provide feedback signals. 滞后：前向扫描和后向扫描之间的定位误差。 闭环控制是该问题的理想解决方案，它通过使用高分辨率硅传感器网络提供反馈信号来完成。Linearity error : The error between the actual position and the first-order best fit line (straight line). Our nanopositioning products are calibrated with laser interferometry and the non linearity errors are compensated down to 0.02% of the full travel.线性误差：实际位置与一阶蕞佳拟合线（直线）之间的误差。 我们的纳米定位产品使用激光干涉仪进行校准，非线性误差补偿低至全行程的 0.02%。Orthogonality error : The angular off¬set of two defined motion axes from being orthogonal to each other. It can be interpreted as a part of crosstalk. 正交性误差：两个定义的运动轴相互正交的角度偏移。 它可以解释为串扰的一部分。Position noise : The amplitude of the stage shaking when it is on a static command. It is usually measured and specified with Peak-To-Peak value. It is a combination of the sensor noise, driver electronics noise and command noise, etc. The position noise of our stages is very limited due to the very high Signal-To-Noise ratio of the Silicon HR sensors we use. 位置噪声：在静态命令下载物台晃动的幅度。 它通常用峰峰值来测量和指定。 它是传感器噪声、驱动器电子噪声和命令噪声等的组合。由于我们使用的 Silicon HR 传感器具有非常高的信噪比，我们平台的位置噪声非常有限。Range of motion : The maximum dISPlacement of the nanopositioners. 运动范围（行程）:纳米定位器的蕞大位移。Resolution : The minimum step size the stage can move. 分辨率:舞台可以移动的蕞小步长。Resonant frequency : Piezostage are oscillating mechanical systems characterized by a resonant frequency. The resonant frequency that we give is the lowest resonant frequency that can be seen on a nanopositioner. In general, the higher the resonant frequency of a system, the higher the stability and the widerworking bandwidth the system will have. The resonant frequency of a piezostage is determined by the square root of the ratio of sti¬ness and mass. 谐振频率：压电级是以谐振频率为特征的振荡机械系统。 我们给出的共振频率是在纳米定位器上可以看到的蕞低共振频率。 一般来说，系统的谐振频率越高，系统的稳定性和工作带宽就越宽。 压电级的共振频率由刚度和质量之比的平方根决定。Silicon HR sensor : Piezoconcept use temperature compensated High-Resolution silicon sensors network for reaching highest long-term stability. This measuring device is capable of measuring position noise in the picometer range and its response is not dependent of the presence of pollutants, air pressure changes like other high-end sensors can be. Si-HR 传感器：Piezoconcept 使用温度补偿高分辨率硅传感器网络，以达到蕞高的长期稳定性。 该测量装置能够测量皮米范围内的位置噪声，并且其响应不依赖于污染物的存在，应对改变气压带来的影响与其他高端传感器一样。Step response time : The step response time is the time needed by the nanopositioner to do the travel from 10% of the commanded value to 90% of the commanded value. The step response time reflects the dynamic characteristics of the system and is relatively to the installation method and load of the stage.阶跃响应时间：阶跃响应时间是纳米定位器从指令值的 10% 到指令值的 90% 所需的时间。 阶跃响应时间反映了系统的动态特性，并且与位移台的安装方式和负载有关。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。相关技术文

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

2015 年 7 月 15日-17日，在北京理工大学（中关村校区）中心教学楼举办了第六届纳米 & 新能源技术国际青年论坛，飞纳电镜赞助并出席了此次会议。北京理工大学（中关村校区）中心教学楼纳米 & 新能源技术国际青年论坛，英文 “Young Scholars Symposium on Nano & New Energy Technology”，时间在每年的 7 月 - 8 月初，是第一线国际青年科学家的高端论坛。已经非常成功地举办了 5 届，第一、二、三届在华中科技大学光电国家实验室（武汉），第四届在中科院上海高等研究院（上海），第五届在苏州大学（苏州）。第六届纳米 & 新能源技术国际青年论坛又是一次成功的盛会，参加人员在 100 名左右，都是当前在纳米、新能源、先进信息材料等方面的青年专家，奋斗在国际前沿研究第一线，在国际上非常活跃。此次会议的主题包括纳米材料合成，能源转化纳米材料及器件，能源存储纳米材料与器件，纳米光/电子学和纳米催化材料。论坛报告飞纳电镜受北京理工大学材料学院和化学学院的邀请，全力支持论坛的举办，赞助并参加了此次论坛。飞纳电镜携飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 在会议现场展示，飞纳电镜采用 CeB6 灯丝，ProX 放大倍数 13 万倍，分辨率 10 nm。飞纳电镜的工程师为广大青年学者现场演示飞纳台式扫描电镜 15 秒抽真空， 30 秒成像，全自动马达样品台结合彩色光学导航，点到哪里，看到哪里，无需手动调节样品台等多项飞纳台式扫描电镜的特色，以及扫描电镜测试纳米材料的效果。结合飞纳电镜的能谱，元素的测量非常简单，快捷，线面扫也变得非常轻松。飞纳电镜携 Phenom ProX 现场展示出席此次论坛的有飞纳电镜的用户济南大学的老师现场参观试用飞纳电镜此次，飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom Pro 在北京理工大学（中关村校区）中心教学楼亮相，也吸引了不少北京理工大学的学生前来围观，学生们都带了一到两个样品来测试。工程师热心地测试学生的样品。学生们现场就拿到了测试结果，非常高兴，对飞纳台式扫描电镜的操作方便性和测试效果给予了极高的肯定。扫描电镜是材料研究必不可少的工具，希望飞纳台式扫描电镜能够帮助更多研究材料的学者取得材料研究的突破。众多学生前来参观本次论坛合影留念

扫描电镜是一种通用性和扩展性极强的分析型实验仪器，而纳米操纵手是当前扫描电镜的重要扩展附件之一，可以实现在微观领域的控制、移动和物性测量等功能。 苏州特尔纳米技术有限公司独立开发的纳米操纵手已经通过验收，是我国第一台工业级纳米操纵手。2009在JEOL的钨灯丝扫描电镜上成功安装，可以达到与电镜无缝连接，受到中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的认可。我们相信，该装置的研制成功必将大大延长扫描电镜在微观世界的应用极限，为材料分析、制造提供更方便快捷的手段。 苏州特尔纳米技术有限公司网站http://www.derltech.com/index.html 联系方式：林志伟先生13951806583

操作简单换样快捷，换样仅需3 min成本低廉 无需冷却水无需专业实验室维护成本低新一代超小型台式透射电子显微镜LVEM 5 随着科研技术的进步，人们对科研设备的要求也越来越高。在保证高精度、高灵敏度等条件的前提下，便捷操作的台式小型化设备越来越受科研人员的青睐。尤其是科研工作者在前期科研探索过程中，面对繁重的样品筛选工作，迫切需要操作便捷、换样快速的表征仪器，特别是透射电镜领域，满足这样需求的仪器少之又少。为此，美国Delong Instrument公司推出新一代LVEM5超小型多功能台式透射电镜，以实现这一功能。操作简单，换样快捷，成本低廉 LVEM5直观的用户界面、简便的控制台设计，用户仅需少的培训，即可轻松操作，让用户在使用时感觉更加舒适。不同于传统透射电镜每次更换样品后需要长时间抽真空，LVEM5更换样品仅需3分钟，可节省大量时间。LVEM5次购置费用远低于传统透射电镜。LVEM5特的设计优势，在使用中无需冷却水等外设，无需安装在特殊实验室，维持成本低。 台式设计：体积小巧，灵活性高 传统透射电子显微镜体积庞大，对放置环境有严格的要求，并且需要水冷机等外置设备。通常会占据整间实验室。LVEM5从根本上区别于传统电镜，尺寸较传统电镜缩小了90%，对放置环境无严格要求，无需任何外置冷却设备，可以安装在用户所需的任意实验室或办公室桌面。TEM-ED-SEM-STEM四种成像模式 LVEM5是新一代电子显微镜，不仅具有传统透射电镜功能，同时集成了扫描电镜功能，在一台电镜上即可实现TEM-ED-SEM-STEM四种成像模式。通过控制软件，LVEM5可以在四种模式间快速切换。研究人员可以获取同一样品、同一区域的不同模式图像，更加方便多方位深入的研究样品。电子光学-光学两图像放大 LVEM5电子光学系统采用倒置设计，场发射电子枪位于显微镜底端。电子枪发射出的高亮度电子束，经过加速、聚焦以及样品作用后，照射在高分辨率 YAG荧光屏上。荧光屏上的图像，包含了纳米的样品信息。YAG荧光屏将电子光学信号，转化成光学信号。采用光学显微镜对图像进一步进行放大。TEM模式下，放大倍数～20万倍（TEM Boost升版 ～50万倍）。而整个电镜体积，仅与光学显微镜相仿。5 kV低加速电压，有效提高轻元素样品成像质量生物样品无需染色 LVEM5采用5 kV低电压设计。相比高电压，低压电子束同样品的作用更强，对密度和原子序数有很高的灵敏度，对于0.005 g/cm3的密度差别仍能得到很好的图像对比度。例如，对20 nm碳膜样品，5 kV电压下比100 kV电压下对比度提高10倍以上。而LVEM5的空间分辨率在低电压下仍能达到1.5 nm。 生物样品的主要元素为C、H、O等轻元素，使用传统透射电镜观测时，需要使用重金属元素对样品进行染色，以增强对比度。 LVEM5观测生物样品时无需喷金，避免了染色造成的样品污染和扭曲，展现样品的本征形貌。超小型多功能台式透射电镜LVEM5与传统透射电镜的对比：传统透射电镜LVEM放大倍数高，分辨率0.2 nm左右分辨率：1.5nm（LVEM5）1nm (LVEM25)进样速度慢，约15-30分钟进样速度快，约3分钟操作复杂：操作人员需经过长期的严格培训为保证设备正常运行，好是专门做电镜的研究生操作，人工成本高操作简单：半天培训即可立操作无需专人操作放置于一层或地下室，需要特殊处理的实验室，需防震处理，环境要求高可放置于任何位置，厂房、办公室、实验室需要动力电（不能断电）、需要水冷机、液氮等维护成本高无需特殊电源，无需水冷、液氮维护成本低超小型多功能台式透射电镜LVEM5新应用案例TEM模式SEM模式STEM和ED模式用户评价LVEM5 User Profile: Dr. Betty Galarreta “While we were looking for an electron microscope, we knew we wanted to get one that did not require complicated and expensive maintenance. We also wanted equipment that was able to resolve details withinthe 1-2 nm range and that we could use to analyze not only metallic nanoparticles but also some biopolymers. The LVEM5 not only met our requirements but also made it possible to have sort of a 3 in 1 electron microscope, being able to characterize the same area in TEM, SEM and STEM mode.” "当我们在调研射电子显微镜时，我们想要一台不需要复杂和昂贵维护的设备。同时，我们还希望这台透射电子显微镜能够观察到1-2纳米尺度内的细节，而且这台电镜不仅可以用来分析金属纳米颗粒，还可以分析一些生物聚合物材料。LVEM5不仅满足了我们的要求，而且这台透射电子显微镜同时拥有三种功能，能够在TEM、SEM和STEM模式下对同一区域进行表征。" LVEM5 User Profile: Dr. Francesca Baldelli Bombelli “We are very satisfied with the instrument as it allows us to screen a high number of samples in a short time with a limited cost. It’s easy to use, without the need of a specific technician to run it, and with a low cost of maintenance. It allows the screening of a high number of samples in a quite short time. It is also quite good in the imaging of organic nanomaterials thanks to its low voltage which does not degrade them.” "我们非常满意这台透射电子显微镜，因为它允许我们在短时间内以有限的成本筛选大量的样品。这台设备很容易使用，不需要专门的技术人员来运行它，而且维护成本低。它可以在相当短的时间内筛选大量的样品。同时，归功于低电压操作模式，LVEM5非常擅长于有机纳米材料的成像，不会使它们发生降解。" LVEM5 User Profile: Dr. Fabrice Piazza “The most exciting moment was to find diffraction patterns of single bilayer graphene domain with AB stacking with LVEM5. The single bilayer graphene domain with AB stacking discriminates from AA counterpart by the three-fold symmetry of the spot intensity distribution on the inner ring of the diffraction patterns. This cannot be observed at 60–100 keV. Those observations confirmed the calculations of one of our collaborator at CEMES, Dr. Pascal Puech. Definitively, one of the greatest moments in my 22-year-long career.We have found that the advantages of using a LVEM go beyond cost issues. Indeed, by using LVEM to analyze 2D materials, inmany cases, one can quickly obtain the number of layers and stacking sequence. Also, as we demonstrated the methodology is useful for materials other than graphene, such as transition metal dichalcogenides (TMD) which are nowadays very popular worldwide. Analyzing these materials in these ways is not possible using a conventional TEM operating at 60–100 keV.” "激动人心的时刻是用LVEM5衍射模式证明了单双层石墨烯域是以AB方式堆积的。具有AB堆积的单双层石墨烯域在衍射图像上与AA堆积的单双层石墨烯域的区别为，内环上的光斑强度分布的三倍对称性不同。这在60-100 KeV电压下是无法观察到的。这些观察结果证实了我们一位合作者的计算结果，来自CEMES的Pascal Puech博士。这肯定是我22年职业生涯中伟大的时刻之一。我们已经发现，使用LVEM5已经远超出了其成本优势。事实上，通过使用LVEM5来分析二维材料，在许多情况下，人们可以快速获得层数和堆叠顺序。另外，正如我们所展示的，该方法对石墨烯以外的材料也是有用的，例如当今非常流行的过渡金属二氯化物（TMD）材料。对于使用60-100 keV电压操作的传统透射电子显微镜,这些材料是不能用这种方法分析的。"用户单位

台式扫描电镜飞纳 Phenom 在德米特成功安装验收。飞纳台式扫描电子显微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 Phenom 的 工厂就设在这里。从一开始就专注于台式扫描电镜领域，优秀来源于专注，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的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。德米特专注于光电、光学、汽车等领域客户的差异化需求，提供个性化解决方案，致力于中高端研磨抛光材料的研发、生产与服务。在研发过程中，原材料的微观形态和晶粒结构对产品的品质有很大的影响。因此对原材料和成品的形态的直观了解和评价显得尤为重要。飞纳电镜在微米尺度上的优异成像能力可以完全胜任这一点，进而帮助客户的研发与生产。以下是一些原料照片。图1. 样品 A图2. 样品 B德米特的用户认为这款飞纳台式扫描电镜高分辨率专业版 Phenom Pro 操作方便，有光学导航和工厂原装自动马达样品台，点到哪里可以看到哪里，调研了其他台式扫描电镜厂家，都没有导航界面，且定位较困难，需要先调节至低倍，再手动旋 X 轴、Y 轴，这相对于直接点击定位的操作方式来说更加费时费力。此外，换样快捷，15 秒抽真空，30 秒成像，对于企业来说，效率就是生命，飞纳电镜能满足德米特对效率的追求。图3. 用户亲自使用飞纳台式扫描电镜图4. 飞纳电镜工程师为用户颁发了培训合格证书飞纳电镜在微米、亚微米尺度的成像能力优秀，图像细节丰富。加速电压在 5-10 kV 之间连续可调，对于多样化的的生产研发需求来说，不同性质的样品可以选择不同的加速电压来观察，以求找到每类样品最佳的观测模式，这些特点可以帮助他们更好地改善产品性能。飞纳电镜衷心祝愿德米特的研发生产继续取得更大的进展！注明：此新闻德米特（苏州）电子环保材料有限公司仅授权复纳科学仪器（上海）有限公司使用，如需转载，请注明出处

飞纳台式扫描电镜 Phenom ProX 于2015 年 12 月 3 日在温州医科大学成功验收。飞纳台式扫描电镜诞生于荷兰埃因霍温，前身是飞利浦电子光学部门。目前，飞纳仍是扫描电镜中唯一使用 CeB6 灯丝的，CeB6 灯丝的信号是钨灯丝的 10 倍，寿命为 1500 小时，提高图像质量同时，减少用户对频繁更换灯丝的担忧。飞纳电镜的制造商荷兰 Phenom World 始终坚持产品质量第一，用户服务质量第一，不断提升用户体验。在产品设计方面坚持为客户创造最大价值，所以才有了飞纳台式扫描电镜操作简单，快速高效等特点。在台式扫描电镜中飞纳电镜首创了光学导航结合自动马达样品台，方便定位重要位置观察；15 秒抽真空时间是全球最快的。该用户主要研究生物纳米材料，原来一直去其他学校测试样品，排队时间较长，严重影响了科研进度。此次购买扫描电镜，由于实验室空间有限，不能购买大型落地式电镜，用户希望采购一台高分辨台式电镜。台式电镜维护方便，且操作简单，学生可以自己操作，加快实验进程。下图为该课题组学生样品的图片：纳米有机物前驱模板（左）和氧化铈基材（右）该课题组的老师和同学们非常认真，在学习飞纳电镜的操作过程中，非常开心飞纳电镜的操作如此简单，并且对电镜的效果非常满意。在飞纳电镜工程师的耐心指导下很快可以熟练操作，获得了培训合格证书。同学们认真学习飞纳电镜操作顺利拿到培训合格证书飞纳电镜操作简易，非常适合学生自己操作。电镜占地面积小，对放置楼层无特殊要求。飞纳电镜 14 纳米的分辨率达到生物纳米材料的观测要求，非常激动人心，飞纳电镜卓越的性能得到该课题组老师和学生的一致好评！祝愿飞纳电镜帮助温州医科大学的用户在科研上更上一层楼。注明：此新闻素材温州医科大学仅授权复纳科学仪器（上海）有限公司使用，如需转载，请注明出处。

2018年第三届材料科学与纳米技术国际会议（ICMSNT 2018）于2018年3月29日-4月1日在四川成都顺利召开。ICMSNT 2018由西南交通大学、斯威本科技大学、奥克兰大学和香港机械工程师协会联合主办。来自美国、英国、瑞士、新加坡、日本、韩国、墨西哥等十多个国家以及中国各大高校的近两百位科研人员参加了会议。图1：参会的材料科学与纳米技术领域专家学者3月30日上午，主会场四位专家分别作出以材料涂层、摩擦学的起源和材料磨损的预测方法、纳米结构氧化物薄膜、关于通过激光微/纳米2D / 3D结构开发和控制材料表面功能为主题的报告。许多学者慕名而来，了解该领域最新的科研理论与成果。 图2：主会场欧波同（中国）有限公司作为材料科学与纳米技术领域高端实验仪器厂商，参加了ICMSNT 2018，并在会议展示区设立展台，向业界专家介绍多种光镜及电镜产品。 图3：欧波同展位本次会议上重点推出的COXEM超高分辨率台式扫描电镜EM-30Plus,是材料科学与纳米技术研究工作的得力助手，能够帮助材料科学家对材料的微观结构、晶体结构、化学组成和固体样本的表面结构信息，进行大景深和高分辨的观测，分辨率达到纳米级别。可应用于化学、汽车、建筑、智能手机、新能源、半导体、电子工业、金属等多个领域。 图4：欧波同工作人员与参会者交流在会场展区，COXEM电镜的高端技术水准与智能化吸引了众多专家学者的关注，在与欧波同工作人员的交流中，大家对COXEM电镜的高分辨率和智能化非常认可，更有多位高校科研人员在现场达成合作意向，打算到欧波同产品体验中心进行样品拍摄。图5：欧波同工作人员向参会者介绍COXEM台式电镜 图6：欧波同工作人员向参会者介绍COXEM台式电镜4月1日， 第三届材料科学与纳米技术国际会议圆满落幕。欧波同在本次学盛会中收获了诸多与科研一线专家交流与合作的机会，将进一步紧随材料科学的可持续发展步伐，为广大客户提供更加系统、完善的专业服务。

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上世纪五十年代末期，诺奖得主、物理学鬼才理查德费曼在加州理工学院的物理年会上，作了题为《There' s Plenty of Room at the Bottom》的报告，具前瞻性地提出了他对于纳米尺度操作及控制的框架性想法，并由此开启了无数科研工作者在纳米尺度上探究物质奥秘并通过相关的纳米技术来改变、造福人类的道路。同样是在上世纪五六十年代，采用平面处理工艺批量制备晶体管的策略出现，由此开启了集成电路产业的飞速发展。摩尔博士在六十年代中期提出了著名的摩尔定律“当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍”。而其中元器件数量的增多，是通过不断缩小元器件的关键尺寸来实现的。不论是在纳米尺度上进行探索，或是与人们生活息息相关的集成电路产业发展，都需要制备各种各样的纳米结构、纳米功能单元或纳米器件。而在制备各类纳米结构的过程中，为重要的操作就是通过光刻来实现在不同的材料上定义图案区域。目前，在工业上，先进的EUV光刻机具备7 nm技术节点的制备工艺中所需的图形加工能力，但其单值高，比一架F-35战斗机的价格还会高出不少。对于科研工作者来说，目前通常采用的基于光学曝光原理的科研光刻设备（科研的无掩模曝光系统、掩模对准式曝光系统等），能够实现的图形加工分辨率一般在微米尺度或亚微米尺度。而随着研究对象尺度的不断减小，对纳米尺度结构构筑的需求，上述基于光学曝光原理的科研光刻系统显然是不能够完全满足的。基于聚焦电子束、离子束的各类图案化加工设备，比如电子束光刻系统、聚焦离子束系统等，能够有效满足科研中对于纳米尺寸的图形加工需求。然而，由于电子束流和离子束流需要聚焦，这类设备通常由较为复杂的电子光学系统构成，因此价格相较于上述科研光学光刻设备要高出很多（即使是科研的电子束曝光系统，其单值也远超科研的光学曝光设备）。另一方面，聚焦电子束、离子束系统的复杂性也对操作人员和设备维护人员提出了较高的要求。 图1 热扫描探针光刻系统诱导材料局部变化的三种机制 在科研领域中，扫描探针光刻（thermal scanning probe lithography）是另一种颇受关注的图案化工艺方案，能够实现纳米（甚至原子的）图案制备的需求，其核心思路是通过纳米针诱导材料表面局部的改性来实现图案化。纳米针诱导材料表面改性的机制有很多种，包括力学、电学、热学、扩散等等，也由此产生了许多不同的扫描探针光刻技术。在诸多的扫描探针光刻技术中，热扫描探针光刻技术（thermal scanning probe lithography，t-SPL）是近年来发展起来的一种可快速、可靠、高精度地实现纳米图案化工艺，其技术核心是利用加热针的热能来诱导局部材料的改性。通常，热是材料转化中较为普遍的驱动因素，在很多材料中能诱导结晶、蒸发、熔化等改性现象。在纳米尺度上，由于只有很小的体积被加热，所以材料改性的特征时间是以纳秒量来计算的。因此，加热几微秒就足以改变针下的材料。对于刻写速度而言，悬臂梁的机械扫描运动成为图案化工艺速度方面的主要限制。然而，凭借扫描探针领域良好的技术积累，目前可以实现高达20 mm/s的刻写速度，能够满足大多数科研上的图案化制备工艺需求。同时在微纳图案结构的加工精度及分辨率方面，热扫描探针光刻技术可以实现特征线宽在10 nm以下的微纳结构的制备。图2 利用热扫描探针光刻进行热敏抗刻蚀剂的图案化工艺后，结合各类工艺实现的微纳结构及器件案例 作为一种高精度图案化工艺设备，近些年来热扫描探针光刻技术得到飞速发展，然而很多研究人员还比较陌生。着眼于此，洛桑联邦理工的S. T. Howell博士以及瑞士Swisslitho的F. Holzner博士撰写了综述《Thermal scanning probe lithography—a review》（已于2020年4月6日刊载在NPG旗下期刊Microsystems & Nanoengineering，详细信息可参考链接https://doi.org/10.1038/s41378-019-0124-8），Howell等人向大家详细介绍了热扫描探针光刻的历史、原理、图案转移工艺以及在基于新型低维材料的微纳电子器件、自旋电子器件、光子学微纳结构、微纳流控、微纳机电等领域的应用案例。图3 利用热扫描探针光刻进行定域材料转换的应用案例 另一方面，不同于很多新型光刻策略还停留在实验室中，瑞士Swisslitho公司已经成功将热扫描探针光刻技术商品化，名为NanoFrazor。在国内外的诸多用户当中，已有不少基于NanoFrazor制备的结构而开展的研究，相关结果也都发表在了Science、Nature、PRL、等高水平期刊上。图4 热扫描探针诱导的增材工艺的应用案例

2018年10月24日，2018年第九届中国纳米技术产业博览会在苏州国际博览中心A\B\C馆拉开帷幕，展会将为期三天，10月24日-26日。深圳市善时仪器科技有限公司做为仪器制造商应邀参加展会，展示了公司纳米级产品扫描电镜系列及扫描电镜解决方案，巩固现有合作关系，发掘了潜在客户，为开拓市场奠定了夯实基础。 本届纳博会涵盖纳米新材料、微纳制造、能源与清洁技术、纳米生物技术、纳米技术应用等五大产业领域，涉及消费电子、纺织、建筑、化工、微电子、航空航天、环境监测、环保等二十几个子领域。本届纳博会吸引了1300余家纳米技术相关企业参展参会，展出1800多件纳米技术创新产品。 善时仪器洞悉目前国内扫描电镜行业市场现状，扫描电镜放大倍率15万倍,5nm分辨率，产品达到纳米级别，能够真正实现从微观世界观察物体。同时，还采用了自动平台中心定位模式,迅速定位待测样品。采用二次电子和背散射电子双重探测器，通过选配EDS可进行元素成份分析，强大的软件功能,单窗口操作界面让用户操作方便简单。 面向未来，善时仪器将强势出击，始终坚持自主创新。我们将与更多行业伙伴及客户加强交流与合作，结合中国市场特点和用户需求，呈现更多新面貌。 此次展会我司的展位号是508，届时欢迎各级领导、客户、专家学者来我司展台参观指导。扫描电镜系列

金属的电解抛光，是一种传统而常用的表面处理技术，通过可控的电化学反应使金属表面溶解（凸起部分溶解速度快）来降低表面粗糙度。利用电解抛光技术，可以获得纳米级粗糙度的镜面光泽表面，而且可以去除前序机械加工遗留的表面和亚表面损伤层。不过，不为一般仅使用该技术的研究者注意的是，在一定的电化学条件下，电解抛光后的金属表面会出现纳米级的图案（pattern），其中对金属铝的研究较多。研究者发现，金属铝（Al）经短时间电解抛光处理后，表面会出现周期或特征周期为几十至一百多纳米的有序条纹状（stripe）、六边顶角状（hexagon）及点状（dot）等多种有序或无序图案。这一现象，已经引起了研究者对其在金属表面微纳工程、微纳模板加工、微纳电子学等领域应用的关注。研究者已经开始深入挖掘纳米图案形成的机理，关键是揭示材料表面结构和界面电化学行为决定纳米图案类型及周期的物理化学规律。但是，目前已经发表的研究，缺少对多晶和单晶铝表面纳米图案形成行为的系统实验研究，定性的多定量的少，零散的多系统的少，难以用来检验和改进现有的表面纳米图案形成理论。其中一个被长期忽略的关键问题，就是铝表面结构差异导致的纳米图案的各向异性。哈尔滨工业大学化工与化学学院的甘阳教授和他指导的博士生袁原（论文第一作者）、张丹博士、杨春晖教授及机电学院的张飞虎教授，首次采用电子束背散射衍射（EBSD）对电解抛光后的多晶铝和单晶铝进行了定量的表面晶体学取向分析，并采用蔡司的Sapphire Supra 55场发射扫描电镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对纳米图案的类型（type）和周期（size）进行了系统表征和量化分析，揭示了铝电解抛光表面纳米图案的类型和周期对于表面结构和晶体学取向的依赖性的规律。同时，基于表面物理化学的理论框架，对结果进行了深入分析和讨论，定性解释了大部分的实验结果，并指明了下一步的研究方向。研究结果近期以长文形式发表于电化学领域的国际知名期刊Journal of the Electrochemical Society，国际同行评审专家认为该工作是对本领域的重要贡献。甘阳教授课题组首先对多种铝样品的电解抛光表面纳米图案进行了系统的研究：1）多晶铝（polycrystalline Al）中不同取向的晶粒；2）切割角可控的系列单晶铝（monocrystalline Al）样品。通过EBSD测试获得晶粒表面的晶体学取向图，并结合定位SEM表征，他们发现，铝电解抛光表面纳米图案对晶面取向具有依赖性（如图1所示为多晶样品中三个毗邻的晶粒）。（背景知识：描述铝表面晶体学取向的EBSD反极图三角（IPF triangle）中，可划分为围绕三个低指数晶面方向（primary direction，主取向）的晶体学主取向区域—[101] //ND，[001] //ND和[111]//ND，单个晶粒或单晶的表面取向偏离主取向的角度称为取向差角（misorientation angle）。）通过对数十个不同取向的多晶晶粒的逐一定位SEM表征，他们发现了一系列未被报道过的现象（图2）：1）纳米图案类型和周期对晶面取向的依赖性是否显著取决于所属的主取向区域；2）在同一主取向区域内，纳米图案类型和周期随着取向差角的改变呈现渐变性规律；3）对于具有相同取向差角但偏向不同主取向的晶面，纳米图案类型和周期也发生变化；4）在两个或三个主取向的交界处，纳米图案类型和周期基本相同。他们进一步测试和分析了一系列取向差角可控的单晶铝样品（图3），证实了上述多晶样品的结果，并揭示出目前尚难以解释的单晶和多晶样品间的图案周期性大小的差异问题（图4）。图1 （a）电解抛光多晶Al样品的EBSD分析IPF图，（b）放大后的IPF图和IPF三角显示三个相邻的A、B、C晶粒及其所属的主取向区域和各自的晶面取向差角值，（c）三个晶粒的定位SEM形貌图像，相邻晶粒被晶界隔开并交于一点，（d–f）三个晶粒的AFM形貌图像和细节放大图及FFT分析图，（g–i）为对应AFM图中白线段的线轮廓分析图。图2 （a）电解抛光后不同晶面取向的多晶铝晶粒在IPF三角中的位置图，（b–y）不同晶粒表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图3 （a）不同晶面取向的单晶铝样品在IPF三角中的位置图，（b–s）电解抛光后不同单晶样品表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图4（a，b）单晶和多晶样品的表面纳米图案周期（L）随取向差角（θ）变化的L–θ图，上方刻图轴给出了三个主取向区域内与θ对应的所属表面的表面台阶宽度（w）。（c，d）单晶和多晶样品的各晶面在IPF三角中的对应位置图。L–θ图和IPF三角中的几条连线，表示的是连接了近似位于延某个主取向辐射出去的直线上的若干晶面（及IPF三角中的若干对应的点）。为了解释实验结果，他们建立了一系列不同取向晶面的表面原子排列的“平台–台阶”模型（图5），还特别关注了更复杂的“平台–台阶–扭折”表面结构（图6）。尽管尚没有考虑表面驰豫、重构等的影响，他们根据表面结构特征随取向差角的变化规律，解释了实验观察到的纳米图案类型和取向差角的关系。比如，在一个主取向区域内，随着取向差角的增大，表面台阶宽度逐渐减小而不是突变，界面能的变化也应该呈现渐变的特性，这就解释了纳米图案的类型随取向差角改变的渐变现象。此外，在两个或三个主取向区域的交界处，大取向差的晶面的表面结构（平台宽度和台阶处的原子排列）很相似，所以导致纳米图案的类型基本相同。而不考虑上述结构特征，就很难解释实验上观察到的现象。图5（a–f）[001]和[101]//ND主取向区域内6个不同取向差角的晶面的表面“平台–台阶”结构模型的正视图和侧视图。表面单胞用红色平行四边形或矩形表示。（g）6个晶面在IPF三角中的位置图。图6 （a–c）[001]//ND主取向区域内3个取向差角相等但偏向不同方向的晶面的表面“平台–台阶–扭折”结构模型的正视图。表面单胞用红色平行四边形表示，特别给出了平均台阶宽度。（d）3个晶面在IPF三角中的位置图。图7 在电解抛光过程中吸附分子在不同平台宽度“平台–台阶”表面的扩散和脱附行为差异的示意图。（a）宽平台表面；（b）窄平台表面。他们基于表面结构影响电化学溶解和界面分子吸附、扩散行为的理论框架，对文献中现有的“吸附–溶解”理论进行了深化，进一步提出了表面平台宽度和台阶位点的数量会影响电解抛光液中的表面吸附分子（如乙醇）在表面的扩散（以扩散系数表征）和吸脱附（脱附速率常数）行为。取向差角越大，平台宽度越窄（台阶密度也越大），分子在表面的扩散障碍越大，但同时脱附也更困难，这二者的竞争导致图案的周期先增加并逐渐达到峰值后减小。以外，他们还提出了一套结合SEM测量和图像的FFT处理的分析步骤，以此为基准来准确确定准无序纳米图案的平均周期大小，有效避免了单点测量的较大偏差。以上研究工作，对铝及其它金属（如Ti，Ta，Zn，W）及合金的电解抛光表面纳米图案化研究具有普通意义。甘阳教授课题组正在继续深入研究更多实验因素的影响、图案演化的计算机模拟及理论模型的建立，力图全面揭示金属电解抛光表面纳米图案的形成机理。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目等的资助。恭喜哈尔滨工业大学化工与化学学院甘阳老师课题组使用蔡司场发射扫描电镜做科学研究，取得丰硕的科研成果！

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当今世界，科技创新进入空前密集活跃时期，“加快实现高水平科技自立自强”被写入二十大工作报告。科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家的前途与命运。在科学界，有这样一种工具，被称之为科学研究的“纳米之眼”，它与芯片、光刻机等关键技术共同被列为我国35项“卡脖子”科技难题之一，它就是扫描电镜。这项核心技术的突破，对于正在发展战略性产业的中国来说，有着重要意义和实用价值。钢研纳克党委书记、董事长、总经理杨植岗、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长曾伟为国产旗舰机（双束）扫描电镜FE-1050揭幕纳克微束此前发布的国内首款高分辨力（双束）扫描电镜产品FE-1050系列1.继国内扫描电镜“旗舰机型”FE-1050发布之后，又一行业重磅消息！日前，根据了解到的最新消息，素有“中国电镜技术引领者”之称的纳克微束（北京）有限公司（以下简称，纳克微束）继此前在“70周年庆，质镜新征程”发布的国产高分辨场发射扫描电镜“旗舰机型”——FE-1050系列（其为国内首款可搭载聚焦离子束（FIB）模块的双束场发射电镜，创造两个“国内第一”）之后，研发团队没有一丝松懈，持续向扫描电镜技术最高峰发起挑战，并在技术上再获突破，此次硬核发布的行业新顶端产品：国内首款自主研发——极高分（Extra-high Resolution，XHR）场发射扫描电子显微镜FE-2050X，它将具备全电压段亚纳米（≤1.0nm）的极致分辨能力，媲美进口扫描电镜顶端产品。它的问世，将使我国在扫描电镜技术（分辨力设计能力）与国际先进技术的技术差距从此前的25年大幅缩短到不到5年，实现了“跨越式”高质量发展！国际主流扫描电镜产品线划分（分辨力金字塔）与产品定位2.全段亚纳米：极致体验，“冷热”相宜据悉，纳克微束此次发布的极高分辨场发射产品——FE-2050X（代号“电离层”）将搭载新型冷场发射电子阴极和全新自主开发的X-Lens™电磁复合透镜技术，具备优越的球色差相差系数的同时，保证了更好的图像信噪比和更低的电子能散。“冷热相宜”，基于同一系统平台化开发两款高端扫描电镜系列，满足不同应用需求同平台化设计开发的FE-1050系列（“同温层”）和FE-2050系列（“电离层”）两款设备具备非常好的模块通用性和后期升级潜质，行业内首先提出的关键可通用化模组（KCU）概念使得新的第三方附件模块集成变得异常轻松，进入“小时级开发”潜质。据纳克微束总经理介绍，两款产品设计之初便各有所侧重，FE-1050（“同温层”）侧重于综合分析表征能力，而FE-2050（“电离层”）更多侧重于极致的高分辨成像能力。强大的KCU平台概念开发架构，支持多种应用环境3.持续引领电子显微镜技术发展风向，继续“中国电镜技术引领者”地位作为一支拥有多年一线电镜开发经验的国内技术团队：• 2016年，在全球率先提出“高通量扫描电镜”概念并付诸市场化，并同控股母公司钢研纳克（股票代码300797）共同获得“BCEIA2019大会金奖”等多项大奖。• 2022年初在国内市场预先发布高分辨场发射扫描电镜“旗舰”产品——FE-1050系列，也是国内第一台具备可搭载聚焦离子束（FIB）能力的多用途双束电镜平台，并获得多个国内顶级高校研究所订单，率先将我们扫描电镜水平代入低压高分辨力（＜2nm@1kV）阶段。• 2022年底，技术永无止境，纳克微束率先发布国内首款极高分（XHR）场发射扫描电镜——FE-2050X，它也是国内首套可基于冷场发射结构的扫描电镜产品。 生物切片 锂电池正极片 锂电池正极粉末 高温合金4. 守正创新——科学仪器国家队就要打赢关键技术“卡脖子”攻坚战 作为拥有70年历史沿革的央企上市公司，中国“电镜第一股”——钢研纳克（股票代码300797）的控股子公司，纳克微束专注于以（场发射）扫描电子显微镜为代表产品的综合性显微成像解决方案的技术开发与探索，打造可以对标主流进口厂商的全品类电镜制造商。团队研发人员占比超过60%，通过十余年成熟的技术积淀及团队创新能力，在设计理念、关键环节、核心技术等方面超前布局，保持国内仪器公司中第一梯队。作为高端国产科学仪器国家队，纳克微束传承了“聚合科技动能”精神，始终坚持“守正创新”。此次突破扫描电镜领域“卡脖子”难题，正是其践行“助力我国科学与硬实力提升”使命的具体行动。纳克微束在高端仪器技术研发领域的突围，对国产电镜行业起到极大激励和引领作用，更增强了国产电镜行业发展的信心。未来，一定会有更多中国科技企业，做强做大中国电镜产业，实现更大范围、更高质量的国产替代！长期以来，国产科学仪器的研发、生产、制造依赖国外先进经验，核心技术“受制于人”。纳克微束总经理指出，虽然此次产品发布使我们在设计层次距离世界电镜强国又近了一步，但是在诸多核心器件、工程工艺、基础材料、控制芯片等子领域要想实现深度的自主创新发展，还有相当长的路要走！“业精于勤而荒于嬉”，我们要想不受制于人，就要“把马步扎得更稳”，花更多精力在基础的研发上，才能走出属于我们中国人的技术路线，这也是当年我们这批人回国报效祖国的梦想。

当今世界，科技创新进入空前密集活跃时期，“加快实现高水平科技自立自强”被写入二十大工作报告。科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家的前途与命运。在科学界，有这样一种工具，被称之为科学研究的“纳米之眼”，它与芯片、光刻机等关键技术共同被列为我国35项“卡脖子”科技难题之一，它就是扫描电镜。这项核心技术的突破，对于正在发展战略性产业的中国来说，有着重要意义和实用价值。钢研纳克党委书记、董事长、总经理杨植岗、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长曾伟为国产旗舰机（双束）扫描电镜FE-1050揭幕纳克微束此前发布的国内首款高分辨力（双束）扫描电镜产品FE-1050系列1.继国内扫描电镜“旗舰机型”FE-1050发布之后，又一行业重磅消息！日前，本报记者了解到最新消息，素有“中国电镜技术引领者”之称的纳克微束（北京）有限公司（以下简称，纳克微束）继此前在“70周年庆，质镜新征程”发布的国产高分辨场发射扫描电镜“旗舰机型”——FE-1050系列（其为国内首款可搭载聚焦离子束（FIB）模块的双束场发射电镜，创造两个“国内第一”）之后，研发团队没有一丝松懈，持续向扫描电镜技术最高峰发起挑战，并在技术上再获突破，此次硬核发布的行业新顶端产品：国内首款自主研发——极高分（Extreme High Resolution，XHR）场发射扫描电子显微镜FE-2050X，它将具备全电压段亚纳米（≤1.0nm）的极致分辨能力，媲美进口扫描电镜顶端产品。它的问世，将使我国在扫描电镜技术（分辨力设计能力）与国际先进技术的技术差距从此前的25年大幅缩短到不到5年，实现了“跨越式”高质量发展！国际主流扫描电镜产品线划分（分辨力金字塔）与产品定位2.全段亚纳米：极致体验，“冷热”相宜据悉，纳克微束此次发布的极高分辨场发射产品——FE-2050X（代号“电离层”）将搭载新型冷场发射电子阴极和全新自主开发的X-Lens&trade 电磁复合透镜技术，具备优越的球色差相差系数的同时，保证了更好的图像信噪比和更低的电子能散。“冷热相宜”，基于同一系统平台化开发两款高端扫描电镜系列，满足不同应用需求同平台化设计开发的FE-1050系列（“同温层”）和FE-2050系列（“电离层”）两款设备具备非常好的模块通用性和后期升级潜质，行业内首先提出的关键可通用化模组（KCU）概念使得新的第三方附件模块集成变得异常轻松，进入“小时级开发”潜质。据纳克微束总经理介绍，两款产品设计之初便各有所侧重，FE-1050（“同温层”）侧重于综合分析表征能力，而FE-2050（“电离层”）更多侧重于极致的高分辨成像能力。强大的KCU平台概念开发架构，支持多种应用环境3.持续引领电子显微镜技术发展风向，继续“中国电镜技术引领者”地位作为一支拥有多年一线电镜开发经验的国内技术团队： 2016年，在全球率先提出“高通量扫描电镜”概念并付诸市场化，并同控股母公司钢研纳克（股票代码300797）共同获得“BCEIA2019大会金奖”等多项大奖。 2022年初在国内市场预先发布高分辨场发射扫描电镜“旗舰”产品——FE-1050系列，也是国内第一台具备可搭载聚焦离子束（FIB）能力的多用途双束电镜平台，并获得多个国内顶级高校研究所订单，率先将我们扫描电镜水平代入低压高分辨力（＜2nm@1kV）阶段。 2022年底，技术永无止境，纳克微束率先发布国内首款极高分（XHR）场发射扫描电镜——FE-2050X，它也是国内首套可基于冷场发射结构的扫描电镜产品。4. 守正创新——科学仪器国家队就要打赢关键技术“卡脖子”攻坚战 作为拥有70年历史沿革的央企上市公司，中国“电镜第一股”——钢研纳克（股票代码300797）的控股子公司，纳克微束专注于以（场发射）扫描电子显微镜为代表产品的综合性显微成像解决方案的技术开发与探索，打造可以对标主流进口厂商的全品类电镜制造商。团队研发人员占比超过60%，通过十余年成熟的技术积淀及团队创新能力，在设计理念、关键环节、核心技术等方面超前布局，保持国内仪器公司中第一梯队。作为高端国产科学仪器国家队，纳克微束传承了“聚合科技动能”精神，始终坚持“守正创新”。此次突破扫描电镜领域“卡脖子”难题，正是其践行“助力我国科学与硬实力提升”使命的具体行动。纳克微束在高端仪器技术研发领域的突围，对国产电镜行业起到极大激励和引领作用，更增强了国产电镜行业发展的信心。未来，一定会有更多中国科技企业，做强做大中国电镜产业，实现更大范围、更高质量的国产替代！长期以来，国产科学仪器的研发、生产、制造依赖国外先进经验，核心技术“受制于人”。纳克微束总经理指出，虽然此次产品发布使我们在设计层次距离世界电镜强国又近了一步，但是在诸多核心器件、工程工艺、基础材料、控制芯片等子领域要想实现深度的自主创新发展，还有相当长的路要走！“业精于勤而荒于嬉”，我们要想不受制于人，就要“把马步扎得更稳”，花更多精力在基础的研发上，才能走出属于我们中国人的技术路线，这也是当年我们这批人回国报效祖国的梦想。

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。

AFM/SEM二合一显微镜-FusionScope作为一款全新的集成式显微镜，拥有强大的材料形貌表征能力。设备通过SEM侧向视野，精准定位探针位置，针对性地对目标区域进行扫描，在半导体加工、薄膜材料、磁性样品等领域都具有突出的应用优势。同时，FusionScope还具有免样品转移、高清快速成像、一键完成模块导航等优势，在实际测试中为研究者带来了极大的便利。基于聚焦电子束诱导沉积方法制备的具有精确纳米尺度3D几何结构的等离子体纳米结构，采用FusionScope进行了原位尺寸表征（Adv. Funct. Mater. 34, 2310110, 2023）；通过低温刻蚀法制备的具有高深宽比的纳米线阵列，也采用FusionScope进行了高度、形貌、均匀性和粗糙度等方面的细致分析与总结（Appl. Phys. Rev. 11, 021211, 2024）。这些研究表明，FusionScope在材料科学研究中具有广泛的应用前景。除此之外，FusionScope在力学测试中同样具有优异的表现。通过SEM提供的视野，研究者可以实现对特定样品表面的力学性能测试，并且能够清晰地观察探针对样品的压痕过程。无论是想要探究材料的硬度、弹性模量还是断裂韧性，能在FusionScope中得到答案！AFM/SEM二合一显微镜-FusionScope1. 指定单根纳米柱的弹簧常数测试FusionScope可以精确测量单根硅纳米柱样品的弹簧常数。设备可以在SEM视野下将探针精确定位于硅纳米柱样品顶端，探针在不断接触与返回过程中即可得出力位移曲线，通过探针施加的力与纳米柱位移的比值计算得到样品的弹簧常数（Microscopy Today, 17-22, 2023）。探针测量单根硅纳米柱动态过程探针测量单根硅纳米柱快闪图样品的力学曲线2. 纳米压痕试验测试样品硬度FusionScope可以轻松实现在纳米压痕实验中的力学控制，以静制动，原位视野下轻松测试，可视化呈现纳米压痕。通过设置不同的力测试纳米压痕的效果，得到样品硬度信息。在SEM视野下测试纳米压痕的效果精确计算压痕的面积，可以避免伪结果的影响。探针在样品表面压痕压痕区域面积的AFM图像3. 复杂样品表面的力学信息测量FusionScope能够快速对具有不规则表面的载药颗粒进行力学测试与动态测量过程。如下样品主要成分为VitaminC，通过扫描电镜可以观察到样品表面崎岖不平，粗糙度较高，在进行力学测试过程中，能够通过SEM观察到一种阶段式下针过程，从而得到分段式力学曲线，二者相辅相成，互为验证。倾斜样品的力学曲线测量动态过程倾斜样品的力学曲线测量快闪图阶段式力学曲线测试结果4. 定制化实现不同力学测试需求通过无探针悬臂梁自制球形探针，满足定制化的各种需求。无探针悬臂梁顶端蘸取SEM固化胶，通过电镜视野寻找合适的样品球并进行电子束轰击对其进行固化，从而实现对球形末端悬臂梁的制备。探针下压并且实现对球形样品的力学性能测试，得到力距离曲线，全过程在SEM视野下可见。无探针悬臂梁寻找样品球并且对其进行固化过程制备完成的球形端探针相关产品1、FusionScope多功能显微镜

仪器信息网讯 5月28日，株式会社日立高新技术(以下简称“日立高新技术”)发布“SU3900SE”、“SU3800SE”系列高分辨率肖特基场发射扫描电子显微镜，可在纳米水平上对大型重型样品进行高精度和高效的观察。高分辨率肖特基场发射扫描电镜 SU3900SE(左) ，SU3800SE(右)该系列最大可观察样品重量达到5 kg。此外，通过搭载日立高新技术SEM系列中最大级别的样品台，可以对直径300mm、高度130mm的大型样品进行观察，从而减少切割样品等加工工序，有助于提高整个过程的效率。并且，新产品在可以进行大型重型样品观察的同时，还兼具样品台5轴(左右、前后、上下、倾斜、旋转)移动。此外，还具有相机导航功能，可以将一系列单独拍摄的图像拼接在一起，从而观察样品全貌，支持观察大型样品时的视野搜索（在测量开始时确定当前测量位置），有助于提高操作性。产品开发背景SEM是用于观察材料表面微观结构的仪器，广泛用于纳米技术和生物技术等多个领域的研发、制造和质量控制。特别是，高分辨率肖特基场发射扫描电镜 (FE-SEM) 可在更高倍率进行观察，在微粒观察、微小异物观察以及元素分析方面的需求不断增加。当观察大型和重型样品时，如钢铁等工业材料及汽车相关零部件，可观察的试样尺寸和重量有限制。在观察前需要进行切割等样品处理，从而增加了观察工作的负担。另外，近年来，SEM更多的应用在控制微观结构，以提高各种材料的功能和性能，以及分析异物和缺陷以提高产品质量。因此，还需要通过进一步提高可操作性来减轻用户的负担，例如提高获取大量数据的效率，以及简化大范围观察时的视野搜索等。主要特点（1）大型重型样品的广域观测由于样品台可以观察到大型重型样品，日立高新技术的大型SEM实现了对直径300 mm、高130 mm、重量5 kg样品的观察。此外，产品既可搭载大型重型样品又具备5轴移动的功能。（2）使用光学相机图像进行简单的大范围移动使用光学相机导航系统可覆盖整个样品台的移动范围，轻松确定样品位置。此外，光学相机图像也可以随样品台而旋转，从而轻松移动样品位置，并在 SEM 图像中顺利观察到样品位置。（3）获取大量数据时减轻用户负担配备可选功能“EM Flow Creator”，可视需要组合倍率和样品台位置等条件设置、焦距及对比度等调整功能，创建一系列观察菜单。通过执行创建的菜单，可进行自动观察，有助于减轻用户的操作负担，并在连续图像采集过程中节省人力。关于SU3900SE/SU3800SESU3900SESU3800SE最大样品尺寸Φ300mmΦ200mm最大可观察范围Φ229mmΦ130mm最大可搭载重量5kg2kg最大可搭载高度130mm80mm今后，日立高新技术将继续完善其“解析、分析”的核心技术，致力于打造解决客户问题的解决方案平台和专用设备，为解决环境问题、强韧、安全和安心等社会问题和客户课题做出贡献。公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助客户实现其目标，共创美好未来。

经过30多年的发展，纳米孔在核酸测序领域已经成功实现商业化，在分子诊断领域（分析化学）也取得了巨大的进步。期间，研究者发展了不同种类的纳米孔，包括蛋白质纳米孔、高分子纳米孔、玻璃纳米孔和各种无机薄膜纳米孔。于此同时，理论研究和各种功能化技术也逐渐完善。研究内容从核酸测序扩展到对药物小分子、蛋白质、核酸碱基突变及其他一些重要的对象进行检测。本文主要介绍王家海教授团队在纳米孔领域取得的一系列进展和成果。（一）将纳米孔的离子整流现象运用到分析化学，提高纳米孔的应用范围和深度2008年之前，基于纳米孔的分子检测主要使用电阻脉冲方法（Resistive-pulse method）（图1）：在纳米孔两边施加电压时，纳米孔一端的离子在电场的作用下通过纳米孔，可观察到稳定的恒电流；当带有一定体积和电荷的探测物存在于溶液中时，电场的作用使其通过纳米孔，纳米孔中的离子浓度临时改变，可观察到一系列的电阻脉冲峰（Resistive pulse）。根据峰的大小、持续的时间和频率，即可对探测物进行定量和定性测量。图1. 基于蛋白质纳米孔的电阻脉冲方法电阻脉冲方法高度依赖纳米孔的孔径、稳定性、长度和表面的电荷及表面功能基团。譬如用于基因测序的蛋白质纳米孔，孔径只有两纳米左右。这些苛刻的要求，限制了该方法广泛用于生物体系中不同对象的探测及其实用化。因此发展新方法能使纳米孔分析化学应用更广泛和深入。2008年，为了提高纳米孔在分析化学上使用范围和深度，把离子整流现象运用到分析化学（Nanomedicine, 2008, 3, 13-20）。相关工作两次在国际大会进行专题报告。离子整流方法：在锥形纳米孔（带负电）两端实行电压扫描时，观察到一个非线性的电流对电压的曲线（I-V curve）；把带正电的探测物置于溶液，探测物会选择性吸附到锥形纳米孔内表面，探测物改变或逆转了孔内表面电荷数目，当再次对锥形纳米孔两端实行电压扫描时，会观察到一个改变的非线性的电流对电压的曲线，通过对电流改变值进行分析，即可对探测物进行定量分析（图2）。图2. 基于锥形纳米孔的离子整流方法随后，该团队进一步把这个原理运用于探测不同疏水性药物小分子（Talanta, 2012, 89, 253-257）。药物检测原理如下（图3）：（1）当不断改变药物分子在锥形纳米孔小端一侧的浓度时，观测到一系列变化的电流电压曲线。当药物分子达到一定值时，药物在纳米孔内的吸附达到饱和，电流电压曲线不再发生变化，这时候表面覆盖率达到1。（2）没有药物分子的时候，药物表面覆盖率为0，电流电压曲线为黑线。对应一定药物浓度的表面覆盖率，可以利用特定电压所对应的电流计算。（3）表面覆盖率与药物在溶液中的浓度和药物与表面的结合常数相关联。（4）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。不同疏水小分子在薄膜上的吸附能力不一样，所以可以用电流电压曲线区分不同小分子（图4）；小分子Hoechst 33342 在20微摩尔时薄膜内表面吸附达到饱和（图4A），分子Propidium Iodide 在1毫摩尔时薄膜表面吸附达到饱和（图4B）。分子Bupivacaine hydrochloride 在8毫摩尔时在薄膜内表面吸附达到饱和（图4C）。图3. 离子整流定量检测药物分子。（A）不同浓度的药物引起不同的离子整流和电流电压曲线。（B）药物在纳米孔表面的覆盖率可以通过相对电流改变量计算。（C）药物表面覆盖率与溶液中的药物浓度和药物与表面的结合常数通过Langmuir方程式相关联。（D）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。图4. 区别不同疏水性带正电的药物小分子。（A）对应于小分子Hoechst 33342的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（B）对应于小分子Propidium Iodide的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（C）对应于小分子Bupivacaine hydrochloride的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。相对于电阻脉冲方法，离子整流方法带来新的期待，它对纳米孔大小、表面修饰、膜厚度的要求都比电阻脉冲方法宽松很多。尽管如此，离子整流仍然需要更进一步的发展：高分子膜中50纳米以下纳米孔在电镜的观测下，会变形，测量不准，误差很大，且操作费事；高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内的分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面修饰差很多；基于高分子纳米孔离子整流，离子整流的整流系数变化还不太理想，使整个体系的检测限与其他表面技术和荧光方法相比较，还有一定差距；离子整流的应用范围需要继续扩展。（二）发展基于光透射技术的纳米孔孔径测量方法此前常用的表征核孔膜孔径的方法有电子扫描显微镜（SEM）和光学显微镜。SEM测试费用昂贵，操作时间长。光学显微镜只能测量微米尺度以上的物体。况且这两种方法都不能够实现在线监测。为了纳米孔孔径测量更方便，测量时孔径不变化，该团队发展了一种基于光透射技术的测量方法（Chem. Commun., 2013, 49, 11451-11417）。运用紫外分光光度计测量出核孔膜的大小（图5），可以覆盖50纳米到1微米的区间，有望填补在线检测核孔膜生产的技术空缺。该团队发明的这个方法，优势在于简单（图6），可以生产出微型化的装备快速检测孔径大小（图7），主要运用于高分子核孔膜的制备与表征（Track-etched Membrane），实现实时在线检测。该团队已经基于该方法开发了相关检测仪器，已经与企业开始技术转化洽谈。[1]图5. 核孔膜孔径在增大的过程中孔的周边会有一个缓冲带，这个区域会随着孔径增大而同时变大，会反射光。逐渐增大的缓冲带会使薄膜越来越不透明图6. 薄膜仅仅需要放在紫外样品池支架上（静电吸附）图7. 核孔膜孔径与光反射log值呈现良好的线性关系（三）设计无探针修饰的纳米孔分析平台，消除限域纳米孔内立体阻碍的干扰高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内立体阻碍对探针和被测物之间的相互作用有很大的影响，造成纳米限域内分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面的修饰差很多。针对这个不足之处，该团队设计了无探针修饰的纳米孔分析平台（Microchim. Acta, 2015, 59, 4946-4952 Talanta, 2015, 140, 219-225 Biosens. Bioelectron., 2015, 63, 287-293 J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 6371-6377）。在运用纳米孔作为检测平台时，探针修饰是常用的做法，但这种方法有不足之处，譬如纳米孔内表面的立体阻碍，影响检测限的优化。纳米孔内高电场也影响了探针在孔内的稳定性。在该团队的工作中，探针游离在溶液当中，可以高选择性的和目标对象结合（多余的探针被单碳纳米管除去），只有结合了目标物的探针才能被纳米孔吸附，从而改变纳米孔表面的电荷，因此能用纳米孔选择性检测目标分子。这个新方法的优势在于，探针与目标对象的作用完全在溶液中，不受表面影响。将该方法用于对三价镉离子的探测，仅仅通过选择适当的缓冲溶液就可以做到。图8. （a-c）在纳米孔表面吸附高分子PEI，然后吸附Zr4+离子，纳米孔具备吸附核酸探针的能力；（d）与探测物结合的核酸适配体吸附到纳米孔表面，没有与检测对象相结合的自由核酸适配体被单壁碳纳米管吸附带走。纳米孔表面的电荷改变可以通过离子整流探测。基于高分子的纳米孔整流器容易发生非特异性吸附，尤其是含有胺基的小分子容易吸附在纳米通道表面，这会降低纳米通道传感器的效率。该课题组利用主客体相互作用来消除过量小分子的影响，在检测三聚氰胺中利用环糊精（Cyclodextrin）解决了这一个问题。与单壁碳纳米管（SWNTs）相结合，β-环糊精（β-CD）为涂覆有聚乙烯亚胺（PEI）和锆离子（Zr4+）的锥形纳米通道提供了优异的传感性能。以三聚氰胺为检测对象，制备的纳米通道可以选择性检测三聚氰胺诱导的双链DNA（dsDNA）（Biosens. Bioelectron., 2019, 127, 200-206）。全部工作在广州大学完成。图9. 环糊精可以屏蔽三聚氰胺的非特异性吸附（四）借助纳米通道支撑基底，发现高分子膜材料上具备完美的离子二极管效应和离子整流现象高分子纳米孔离子整流系数变化不够大，其检测能力与其他表面技术和荧光方法还有一定差距。通过提高纳米孔的离子整流效率可以进一步降低检测限。借助纳米通道基底，该团队发现气体高分子响应膜材料上完美的离子二极管效应和离子整流现象（RSC Adv., 2015, 5, 35622-35630）。二极管效应早先是电子二极管很重要的一种现象，有广泛的应用实例。在后来的蛋白质纳米通道中也发现了二极管效应，与电子二极管不同的是电流的载体是离子，这种效应是离子二级管效应，其原理也被其他人工材料采用。本文发明了一种全新的离子二极管，并用新的物理化学机理解释了超薄气体响应高分子膜的这种离子二极管效应。该高分子膜除了可以应用在油水分离、海水淡化和能源隔膜等领域中，对应用在分析化学中也是很有前景，其离子整流系数达到几万倍，几乎接近完美。图10. （A）和（D）核孔膜电镜图（200 nm），（B）和（C）长满高分子膜的PET膜的上下两面。（E）和（F）高分子膜的厚度（1.6 μm）。图11. 只要调换溶液和控制电压方向，就可以制备可开关的离子二极管。电压方向可以控制离子在薄膜附近的浓度，从而引起薄膜亲水或者疏水。（五）运用离子整流解释高分子薄膜内羧基可以带正电纳米孔分析化学的应用范围需要继续扩展，譬如运用离子整流观测表面化学反应，把纳米孔集成到微小器件中用于体内检测。2011年该团队运用离子整流解释了高分子薄膜内羧基可以两步质子化反应带正电（Nanoscale, 2011, 3, 3767-3773）。发现不对称锥形纳米孔内新的物理和化学性质：聚脂薄膜内表面的羧基可以通过两步质子化使薄膜内带负电荷、呈中性、带正电荷三种状态。该工作打破了近十年的传统观念，以前认为薄膜内表面只能具备带负电荷、呈中性两种状态。表面羧基（COOH）是由NaOH刻蚀聚脂薄膜PET产生的，在中性溶液中薄膜内表面带负电荷（COO-），在溶液pH 下降到3 或更低时，电流电压曲线发生反转。要通过电流电压曲线观测到这个现象，需在比较宽电压范围内扫描。图12. 不需要生物化学修饰的离子整流器。（A）锥形纳米孔图，（B）薄膜表面电荷性质发生变化。（六）将二维纳米孔折叠成三维微米器件，用于细胞培养和药物释放目前基于纳米孔的分析检测都是在体外进行，要想将更加先进的检测技术运用到体内，必须和能用于体内的其他智能化的微小器件相结合。该团队曾经把二维的纳米通道折叠成三维的微米器件（Nano, 2009, 4, 1-5）。这种立体盒子的每个面都带有纳米孔，可以进一步功能化。该立体盒子（微米）可以用作细胞存放的容器，譬如能产生胰岛素的细胞。盒子的每一面的纳米孔都能感知周围的环境，根据需要用于营养成分的交换，保证盒内的细胞正常生长，并且在体内为患者提供源源不断的胰岛素。还可以把其他的药物分子放入微米器件内，为患者提供帮助。该工作只是初步的把纳米孔和其他先进器件相结合，后续的应用还需要更多的研究工作。图13. 三维纳米孔器件（七）小分子功能化的纳米孔通道可以调控离子流在家禽业中滥用金刚烷胺（ADA）及其衍生物作为兽药，可能会给人类带来严重的健康问题。因此，迫切需要开发一种快速、廉价、超灵敏的ADA检测方法。该团队建立了一种灵敏的锥形纳米通道传感器，利用主客体竞争的独特设计快速定量检测ADA。该传感器使用对甲苯胺类对纳米通道表面进行功能化来构建，然后用葫芦素（Cucurbit[7]uril，CB[7]）组装而成。当ADA加入时，由于主客体的竞争，它会占据CB[7]的空腔，使CB[7]从CB[7]-p-甲苯胺类络合物中释放出来，导致纳米通道的疏水性发生明显变化，这可由离子电流确定。在最佳条件下，该策略允许在10-1000 nM的线性范围内灵敏检测ADA。基于纳米通道的ADA传感平台具有高灵敏度和良好的重复性，检测限为4.54 nM。该文首次利用纳米通道系统实现了基于主客体竞争的非法药物快速、灵敏的识别，并详细阐述了该方法的原理和可行性。该策略为将主客体系统应用于小分子药物检测纳米通道传感器的开发提供了一种简单、可靠、有效的方法（Talanta, 2020, 219, 121213）。全部工作在广州大学完成。图14. 葫芦素调控的纳米孔检测三维金刚烷胺（ADA）（八）核酸纳米结构作为纳米孔信号传导载体检测病毒基因片段运用纳米孔直接检测小分子或者其他目标对象挑战性非常大，如果把对目标对象的检测转化成对核酸纳米结构的检测，可以解决很多以前不能解决的问题（Analyst, 2022, 147, 905-914）。特别是，具有明确三维纳米结构的DNA四面体是用作信号传感器的理想候选。该团队展示了在反应缓冲液中检测HPV18的L1编码基因作为测试DNA靶序列，其中连接DNA四面体到磁珠表面的长单链DNA被靶DNA激活的CRISPR-cas12系统切割。DNA四面体随后被释放，可以通过玻璃状纳米孔中的电流脉冲进行检测。这种方法有几个优点：（1）一个信号传感器可以用来检测不同的目标；（2）孔径比目标DNA片段大得多的玻璃状纳米孔可以提高对污染物和干扰物的耐受性，避免纳米孔传感器性能的降低。图15. 纳米孔结合CRISPA-cas12 检测病毒片段王家海教授简介王家海，广州大学化学化工学院教授、研究生和博士后导师，2008年5月美国University of Florida化学系毕业，师从Charles R. Martin；2008年5月至2009年1月，美国约翰霍普金斯大学化学生物工程系博士后，从事微纳米器件加工课题，致力于智能器件的设计及其应用性能的探讨；2009年1月至2014年8月，分别在中科院苏州纳米所和长春应用化学研究所任副研究员，从事体外诊断纳米孔检测相关的技术开发。2014年10月加入山东大学，任研究员，从事氢能源催化剂材料的开发。2017年至今加入广州大学，百人计划教授。入选中国科学院首批促进会会员，广州市高层次青年后备青年人才，全球顶尖十万科学家之一。目前团队研究方向包括能源催化材料、锂电池、生物化学传感器、纳米孔单分子计数器和5G通讯。代表性成果发表在Advanced Materials、Biosensor and Bioelectronics、J. Am. Chem. Soc.、Nano Letters 等国际著名期刊上。精彩会议预告：点击图片免费报名参加“第五届基因测序网络大会”

8月28日，布鲁克（Bruker）大型用户研讨会在北京成功举办。会议聚焦“探索创新纳米科技前沿”，吸引来自高校、科研院所等近百位专家学者参加，共同探讨前沿纳米科学仪器技术和相关应用，推动纳米科技创新发展。会议现场本次会议特别邀请丹麦奥胡斯大学跨学科纳米科学中心董明东教授、布鲁克纳米表面部BioAFM业务部总监Heiko Haschke博士、南京大学物理学院曹毅教授、布鲁克纳米表面部AFMi NanoIR和Nanoindentation业务部门高级总监Thomas Mueller博士、中国科学院大连化学物理研究所范峰滔教授、中国科学院沈阳自动化所苏全民教授、国家纳米科学中心裘晓辉研究员、布鲁克孙万新博士等分享报告，介绍各自在纳米技术创新和技术发展方面的研究成果和应用案例。布鲁克纳米表面与量测部亚太区销售总监时晓明出席会议并致辞布鲁克纳米表面与量测中国区资深售后经理孙昊博士介绍售后资源丹麦奥胡斯大学跨学科纳米科学中心董明东教授报告主题：Unveiling the Nanotribological Behavior of Two-Dimensional Materials董明东教授在报告中介绍了二维材料纳米摩擦行为相关研究成果。董明东教授团队利用原子力显微镜（AFM）研究了空气、液体环境在滑动摩擦过程中小分子的动态行为，以及它们对二维材料摩擦特性的影响，揭示了吸附小分子对单层石墨烯摩擦滞后性的影响；此外，探索了表面吸附小分子对四种过渡金属二硫化物材料纳米尺度摩擦特性的影响，突显晶格图案和摩擦力的变化，结果显示表面吸附小分子对二维材料摩擦特性的影响，并强调表面清洁的重要性。布鲁克纳米表面部BioAFM业务部总监Heiko Haschke博士报告主题：From Single Molecules to Tissue and Dynamics: Applications of Multiparametric Correlative BioAFMHeiko Haschke博士在报告中讲述了生物型原子力显微镜（BioAFM）高速成像的原理和应用，以及如何通过AFM高速成像与先进的超分辨光学相结合，充分利用免疫标记技术的优势，实现真正的关联显微镜观察；展示了有多种选择的扫描器如何将光学图像拼接和AFM多区域成像相互结合，实现在大范围上对软样品进行多参数力学特性表征，并提供额外的光学信息；此外，还介绍了可用于单分子、细胞和组织尺度力学测量的全新独特力谱测量方案。南京大学物理学院曹毅教授报告主题：Single-molecule Force Spectroscopy: A Tool to study molecular interactions曹毅教授从实验设计、表面修饰和数据分析等多个方面讲述了如何把原子力显微镜作为一种强大的工具，在单分子水平研究机械力化学；重点介绍了团队最新研究成果，即使用单分子力谱技术研究一些代表性机械力化学反应，揭示其重要的分子机制。布鲁克纳米表面部AFMi NanoIR和Nanoindentation业务部门高级总监Thomas Mueller博士报告主题：Novel combinations of NanoIR spectroscopy and quantitative AFM models for elucidating nanoscale chemistry-structure-property relationships in real-world samples布鲁克新推出的Dimension IconIR系统将AFM-IR的先进光谱技术与Dimension Icon平台的高性能相结合，提供了更高灵敏度的纳米红外光谱，可在同一位置将纳米红外光谱与定量纳米力学、电学信息相结合，包括PeakForce KPFM和AFM-nDMA模式进行功函数和粘弹性测量。Thomas Mueller博士在报告中展示了如何该技术在半导体上纳米污染物检测方面的应用，以及在多种工业样品上的测试结果。中国科学院大连化学物理研究所范峰滔教授报告主题：太阳能光催化微观动力学成像研究范峰滔教授团队利用具有高空间分辨率的表面光电压谱方法对光催化剂颗粒上电荷分布在nm/µm尺度上进行定量研究，揭示了有效电荷分离产生内建电场的矢量叠加效应，提出了通过非对称调节策略管理电场，精准分配催化剂反应位点的内建电场，进而提高光催化表现，进一步发展了时空分辨的表面光电压技术用于在单粒子水平上绘制飞秒到秒级时间尺度上的整体电荷转移过程，并发现了超快热电子转移和各向异性捕获的新过程。中国科学院沈阳自动化所苏全民教授报告主题：Nanoscale Metrology and Its Enabling Role in Advanced Manufacturing苏全民教授在报告中重点介绍了扫描探针显微镜（SPM）及其在计量学和制造过程中日益凸显的重要性，并详细讨论了从亚纳米到亚米级跨尺度计量的应用需求和技术，和基于SPM的多尺度物理和化学分析的进展。国家纳米科学中心裘晓辉研究员报告主题：Probing Friction Anisotropy at the Incommensurate Interface of van der Waals HeterostructuresMoO3纳米片和石墨都具有原子级平整表面和范德华层状结构，AFM操纵技术可以实现MoO3纳米片的特定旋转和平移，从而能够测量不同情况下的界面摩擦。裘晓辉研究员团队研究揭示了一种由扭转角度决定的摩擦行为，即摩擦力由MoO3相对于石墨表面的晶格方向决定；发现摩擦力与纳米片尺寸之间存在次线性关系，这表明MoO3纳米片的边缘在界面摩擦中起着主导作用；基于结合能的分子动力学模拟证实，观察到的各向异性摩擦源于MoO3纳米片的边缘而非内部接触区域。布鲁克孙万新博士报告主题：Electric Characterization on Nano Materials and Devices孙万新博士主持会议并分享报告。在报告中，孙万新博士主要通过一系列示例讨论了基于SPM技术在纳米材料表征中的机遇和挑战，包括静电力显微镜（EFM）、开尔文探针显微镜（KPFM）、压电力显微镜（PFM）、扫描微波阻抗显微镜（sMIM）、电流成像等。现场讨论本次会议内容获得了参会代表的肯定和一致好评。8月29日，布鲁克还安排了纳米表面与量测部实验室参观和培训交流活动，以进一步加深与专家学者们的交流，帮助用户开展研究工作。参会代表合影留念

河南省功能性纺织材料重点实验室以解决纺织品的功能性问题为核心，致力于新型功能纤维的制备，探究纺织品功能化的实现技术。导电纤维被视为功能性纺织材料的基础，以此为依托，实验中心在压力传感器、穿戴设备、医学检测等诸多领域都取得了丰硕的成果。 高分子材料一般具有较好的柔韧性，而功能材料多为陶瓷、金属、以及合金等刚性材料。功能性纺织材料正是将功能性和柔韧性相结合，以满足特殊的使用条件。 导电纤维通常是通过掺杂、沉积、形核生长等方法在高分子纤维表面形成导电层，但是如何评价镀层在纤维表面的分布状况呢，飞纳电镜为客户提供了十分契合的解决办法。 本次实验中心购进了型号为 Pure+ 的飞纳台式扫描电镜，配备的背散射探头能够呈现清晰的原子序数衬度图像，可为客户判断镀层分布均匀性提供可靠依据；此外，样品多为纤维状，直径主要分布在数百纳米至微米级别，飞纳台式扫描电镜标准升级版 Pure+ 具有 14nm 的分辨率，能够轻松获取样品表面细节。表面镀了金属粉的天然纤维 （背散射电子图像，成分衬度明显）另外，飞纳台式扫描电镜标准升级版Pure+可以选配 纤维统计分析测量系统，结合飞纳台式扫描电子显微镜，纤维统计分析测量系统可以使用户获得微米、纳米纤维的精确尺寸信息。从纺粘型纤维到电纺纤维、再到熔喷纤维，纤维统计分析测量系统可以测量和分析各种各样的复杂纤维结构。纤维统计分析测量系统适合 100 nm 到 40 μm 的纤维。 因此，它可以被广泛应用，如过滤材料分析、纸尿裤填料，纤维研究，以及纤维、过滤器的生产控制。相对于手动测量，纤维系统软件测量精度高，速度快，效率高，操作简单，它让统计和分析大量不同直径的纤维样品成为可能。在没有精细的实验室环境或专业培训的操作人员时，纤维统计分析测量系统依旧可以给出操作员需要的所有统计数据。主要特点： 自动测量，节省时间 快速和自动生成统计数据 输出的数据包括统计和原始数据 高精度观察和测量微米和纳米纤维 与飞纳电镜同步，实时测量

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。

p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 在浙江大学张泽院士主持的国家自然科技基金委重大科研仪器设备研制专项《针对若干国家战略需求材料使役条件下性能与显微结构间关系的原位研究系统》的支持下，北京工业大学和浙江大学张泽院士、张跃飞研究员团队在扫描电镜纳米分辨高温力学原位仪器研制成果，以“A novel instrument for investigating the dynamic microstructure evolution of high temperature service materials up to 1150℃ in scanning electron microscope”为题，于2020年4月7日发表在《科学仪器评论》【 i Review of Scientific Instruments /i 91, 043704 （2020） doi: 10.1063/1.5142807】杂志上，并被选为主编推荐（Editor’s Pick）亮点文章，在其杂志网站首页作为重点展示。《 i Review of Scientific Instruments /i 》是美国物理学会旗下的关于仪器研究方面的专业学术期刊。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 352px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c5f78264-b188-4f17-b720-1d5ac9aec7c4.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 600" height=" 352" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 研究背景：目前国际上原位高温拉伸可获得高分辨SEM图像的温度只能到800 ℃左右，远不能满足高温材料研究的需求 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 高温材料在服役过程中需要经受长期的高温和应力共同作用，因在航空、航天、核电、热发电等领域具有重要的应用，其生产研发应用水平已经成为衡量国家材料科技水平的标志之一。我国在高温材料领域如高温合金等，研发水平仍然需要寻求进一步突破，以满足国家重大战略需求。将调控、优化高温材料的制备过程、加工工艺、服役性能等环节建立在与之相应的显微结构研究与分析基础上，是指导高温材料研发的科学有效途径。 /p p style=" text-indent: 2em " 在传统的高温材料研究模式中，由于其高温力学性能测试与显微结构研究分别独立进行，导致难以获得动态力学行为与对应实时微观组织结构演化信息。扫描电镜（SEM）是对材料进行微观组织结构分析的主要科学仪器之一，SEM具有较大的便于集成的样品室空间，国际上也在竞相发展基于SEM的原位拉伸、加热以及高温拉伸仪器，力求实现材料性能测试与相应显微结构的同步关联性研究。但是在SEM中同时进行高温-力学性能-成像三位一体测试时， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 目前国际上可获得高分辨SEM图像温度最高只能到800 ℃左右，还远远不能满足高温材料原位研究的需求。 /span 其主要问题是没有解决在SEM中进行高温加热时，高温热电子溢出进入SEM二次电子探测器使接收信号饱和的难题，导致原位SEM高温实验时图像发白，掩盖了样品表面形貌特征，失去微观组织分辨能力，如图1所示。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 215px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c27210e6-3c33-4988-9876-8eddfdcc43ed.jpg" title=" 2.tif.jpg" alt=" 2.tif.jpg" width=" 600" height=" 215" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图1（a）1150℃时热电子对高温成像的影响，（b）热电子抑制后图像质量 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 研究成果：实现1200℃高温拉伸时样品微区原位、实时动态跟踪和纳米分辨、高质量的长时间成像 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 在张泽院士的带领和指导下，团队科研人员近年来一直致力于原位高温扫描电子显微学方法研究和仪器的开发工作。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 通过对SEM原位拉伸和加热测试系统的创新性结构设计、优化选材与热电子抑制技术，成功实现了1200℃高温拉伸时样品微区原位、实时动态跟踪和高分辨、高质量的长时间成像。 /span 科研团队在仪器开发过程中攻克并掌握了可以在SEM有限腔室空间内实现稳定运行的精密传动、准静态加载、原位视场追踪、闭环自锁、高精度测控、热源屏蔽、电磁屏蔽、真空兼容等多项核心关键技术。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 15px " br/ /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 15px " script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=46BC6EBB7E77D8D99C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script br/ /p p style=" text-indent: 2em " 图2为原位高温拉伸仪器与SEM组合的系统设计图和实物图，该原位仪器系统具有多项技术优势：配合SEM功能附件(EBSD,EDS,GIS)可实现一定环境气氛中的高温应力条件下材料的显微晶体取向和微区成分分析；同轴双向对称加载，使观察区保持在SEM视场中心；多级减速结构合理设计，扭矩输出平稳，保证了力学测试稳定性和高质量成像要求；传动自锁，随时起停，适合原位成像；消磁加热结构，电磁干扰小；高效热隔离，环境温度影响小；热电子抑制，突破了800 ℃以上的SEM高温高质量成像难题等。 br/ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 198px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/aac90d91-7015-4607-a4bf-bb39101ea9d2.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 600" height=" 198" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图2. 位高温拉伸仪器与SEM组合的系统设计图(a)和实物图(b) /span /p p style=" text-indent: 2em " 凭借上述技术突破，所研制的原位高温拉伸仪器和SEM配合进行原位测试时，当样品温度保持在1150℃拉伸应力状态时，SEM在WD=25 mm长工作距离条件下仍然具备10 nm左右的空间分辨能力和31万倍放大的成像能力。如图3a所示，镍基单晶高温合金保持在1150 ℃、400 MPa拉伸状态时，扫描电 WD=22.5 mm（通常高分辨成像WD需要≤10 mm）、放大倍数为12万倍时的二次电子图像质量，图中样品表面D=10 nm的组织特征清晰可见。图3b显示了WD=25mm，镍基单晶高温合金保持在1150 ℃、530 MPa的高温拉伸状态时，放大倍数为31万倍时的二次电子图像质量，图3b是目前在高温和应力加载时所获得的放大倍数最高的SEM二次电子图像。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 278px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f31c7d0a-586f-456f-8aaf-e4c8f77334f7.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" width=" 600" height=" 278" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图3.一种镍基单晶高温合金在1150 ℃不同应力水平的SEM图像 /span /p p style=" text-indent: 2em " 所研制的高温拉伸仪器，需要在SEM腔室内与样品台配合使用。受SEM样品台承载能力和倾转功能的限制，拉伸仪器需要体积小，重量轻。通过双丝杠传动、样品轴心平面加载等优化设计，保证了拉伸仪器小型化后加载的系统刚度要求，实现了高精度力-位移测试和快速响应。通过原位拉伸仪器测试同批次的小样品力学性并与标样证书校验结果对比，其力学性能指标与宏观标样测试结果一致，保证原位拉伸仪器测试力学性能的准确性，并与宏观测试力学性能参数具有的可比性，如图4所示高温拉伸仪器与力学性能测试校验。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 426px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/0d759570-e160-4bd0-9436-c22122db44e9.jpg" title=" 5.tif.jpg" alt=" 5.tif.jpg" width=" 600" height=" 426" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图4. 原位高温拉伸仪器与力学性能测试校验 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 成果应用：原位仪器已应用于高温合金、钛合金等的研发与性能试验，并取得系列研究成果 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 目前该仪器已经用于国内高温合金的研发与性能试验中。如图5为使用该仪器对二代镍基单晶在1150 ℃时高温拉伸力学性能和微裂纹扩展行为的研究成果，它直接揭示了镍基单晶高温合金在近服役温度下，弹性到屈服阶段微裂纹的形核与扩展行为，捕捉并阐述了微裂纹优先在冶金缺陷孔洞边缘形核长大，并且在持续应力加载过程中观察到裂纹尖端以绕过γ′，在γ基体相中扩展并发展为主裂纹的过程。相关论文发表在金属学报杂志。【金属学报, 55(8): 987-996, (2019). doi: 10.11900/0412.1961.2019.00013】。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 503px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/eeca6546-ed0c-4a87-9b57-55d5f108037f.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 500" height=" 503" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图5 镍基单晶高温合金1150 ℃原位拉伸微裂纹扩展与变形行为 /span /p p style=" text-indent: 2em " 如图5报道了在SEM腔室的真空环境中，样品温度保持在1150 ℃时，有微量氧气氛参与的镍基单晶高温合金表面初始氧化行为。使用该原位高温拉伸仪器在纳米分辨水平直接观察到了1150 ℃时镍基单晶表面氧化物的形核与长大过程，并通过对比有无应力作用时表面Al2O3生长动力学，揭示了由微量氧元素参与在接近高温合金叶片实际服役温度条件的初始氧化行为。相关论文以题为相关论文以题为“Initial oxidation behavior of a single crystal superalloy during stress at 1150° C”发表在近期 i Scientific Reports /i 杂志上。【 i Scientific Report /i 10,3089(2020). https: // doi.org/10.1038/s41598-020-59968-3】。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 479px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/56e0670f-9735-4ea0-b9da-193ff7826d6a.jpg" title=" 7.tif.jpg" alt=" 7.tif.jpg" width=" 600" height=" 479" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图6 镍基单晶高温合金1150 ℃有无应力的初始氧化行为与氧化动力学曲线 /span /p p style=" text-indent: 2em " 该仪器也可以用于原位高温拉伸EBSD研究，如图7为Inconel 740H为样品在650 ℃高温拉伸EBSD研究。实验结果表明，样品在650 ℃高温拉伸时，EBSD探头工作状态良好，花样识别率高，样品进入屈服阶段大应变量时标定率仍然可以保持在85%以上。通过该仪器与SEM和EBSD的结合，可以准确的判断晶粒的转动与变形滑移系的开启时的应力水平与对应显微组织状态，相关研究结果发表在 i Journal of Alloys and Compounds /i 820 (2020) 153424。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 290px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3eac64ed-fa07-4a13-852a-f6dc6770a6e5.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" width=" 600" height=" 290" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em " 图7 Inconel 740H 650 ℃原位拉伸组织结构和晶粒取向的演变过程 /span /p p style=" text-indent: 2em " 此外，利用该项目开发的仪器和研究方法，对增材制造钛合金快速凝固组织与室温和高温力学性能方面的研究也已经有系列成果发表，【 i Journal of Alloys and Compounds /i 817 (2020) 152781； i Materials Science & amp Engineering A /i 749 (2019) 48–55； i Materials Science & amp Engineering A /i 712 (2018) 199–205】。利用该项目开发的仪器和研究方法，对锂离子电池正极材料、负极材料在电化学力学耦合作用下的结构演变与性能的原位研究方面也有系列研究成果发表【 i Extreme Mechanics Letters /i 35 (2020) 100635； i ACS Energy Letters /i ,2019,4,1907-1917； i Electrochimica Acta /i 2018, 269, 241249】。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 该仪器研发成功已经引起了国内外相关学者的广泛关注，2020年6月16日美国材料学会会刊MRS Bulletin的“News & amp Analysis Materials News”专栏也特别撰文对这一成果进行了介绍（In situ mechanical testing in an SEM performed at 1150° C with submicron resolution）。波士顿大学Christos Athanasiou博士评论认为“The capabilities offered are exciting for many. The developed instrument paves the way for exploring new mechanisms, which could serve as guidelines for designing ultra-tough ceramic nanocomposites for demanding environments”（开发的仪器提供了令人兴奋的测试能力，该仪器为揭示材料高温变形新的机理铺平了道路，比如可以用于指导超韧纳米复合陶瓷材料的设计等）。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 该仪器成果已经承接了国内重点科研单位高温材料急需的原位测试需求。同时，通过科技成果转化，仪器产品已经在国内多家重点科研单位进行了推广应用，为这些单位的研究提供了强有力的实验和数据支持，促进了高温材料的研发。 /p p style=" text-indent: 2em " 博士生王晋、马晋遥、唐亮、桑利军，硕士生张文静、张宜旭等参与了仪器的功能开发与性能测试等，北京工业大学吕俊霞副研究员负责原位仪器的应用研究。这些工作也得到了北京市长城学者项目的支持。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/40e51be5-453d-4bf7-8279-acb7807dd7ea.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" width=" 600" height=" 450" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 图8 仪器研发团队合影 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 相关文章链接： /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1063/1.5142807" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1063/1.5142807 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1557/mrs.2020.172" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1557/mrs.2020.172 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1038/s41598-020-59968-3" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1038/s41598-020-59968-3 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.ams.org.cn/CN/Y2019/V55/I8/987" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://www.ams.org.cn/CN/Y2019/V55/I8/987 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153424" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153424 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152781" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152781 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1016/j.eml.2020.100635" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1016/j.eml.2020.100635 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.01.111" target=" _blank" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.01.111 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " a href=" https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.11.106" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.11.106 /a /span /p p style=" text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: right " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 【本文系仪器信息网专家约稿 ， /span /p p style=" text-align: right " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 作者：北京工业大学 张跃飞 研究员】 /span br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " -------------------------------------- /span /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 延申阅读 /strong /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " br/ /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 6月16日，张跃飞研究员在 /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2020/" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " “第六届电子显微学网络会议(iCEM 2020)” /span /a /span 第2分会场“原位电子显微学技术及应用”会场线上报告视频回放如下，报告题目《扫描电镜原位高温-拉伸-成像进展与应用》： /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=D16537227F20FE939C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script

哈尔滨工业大学深圳研究生院生物智能材料实验室致力于智能微/纳米系统及其生物医学应用的开发，涵盖微/纳米制造技术，材料合成和表面化学等多个研究领域。专注于利用介孔二氧化硅构建不同类型的催化和生物催化微/纳米马达，并旨在探索其体外和体内生物医学潜力。 生物智能材料一直是材料领域的热门方向，尤其是在医学领域的应用，其点滴的创新都能对科技发展起到推动作用。但由于其选材覆盖面广泛、结构尺寸微小，所以对扫描电镜的综合观测能力具有较高的要求。 此次，哈尔滨工业大学深圳研究生院购进的飞纳台式扫描电镜能谱一体机Phenom ProX，为实验室样品的表征工作提供高效的检测手段。飞纳电镜Phenom ProX具有150,000的放大倍数、8nm的分辨率，轻松观测纳米尺度，如液态金属纳米球；采用背散射、二次电子双探头，轻松获取原子序数和表面形貌衬度图像，为客户提供更多的样品信息；能谱分辨率达 123eV，精确分析样品中元素的分布和含量；飞纳电镜具有独特的真空设计，即使面对导电性较差的样品，也可直接观测，无需喷金，如图所示未喷金的聚苯乙烯（PS）小球，基本没有出现荷电现象；飞纳电镜操作十分简便、高效，经过一日的系统培训即可独立操作，数分钟即可完成一个样品的观测，大大提升了测试效率。未喷金的聚苯乙烯（PS）小球

纳米颗粒因尺度效应而具有传统大颗粒所不具备的独特性能，被广泛应用于生物医药、化工、日用品、润滑产品、新能源等领域。而纳米颗粒的粒度形状分布，直接关系到相应产品的性能质量及安全性，需要进行准确的测量表征。扫描电子显微镜（SEM）作为最直观、准确的显微测量仪器之一，在纳米颗粒测量表征中不可或缺。本标准等同采用ISO 19749：2021《Nanotechnologies — Measurements of particle size and shape distributions by scanning electron microscopy》，从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的颗粒粒径测量的分析评价方法，对于采用不同扫描电子显微镜（SEM）得到的颗粒测量结果一致性评判，具有重要的参考价值。视具体需求以及仪器性能而定，本标准中涉及到的方法，也适用于更大尺寸的颗粒测量。一、背景纳米颗粒形态多种多样，很多情况下也会存在聚集、团聚的现象，这为SEM的观测与分析带来了较大的挑战。由于不同设备、不同人员的操作习惯以及采用不同分析策略所引起的粒度粒形测量结果的一致性问题也十分值得探讨。现行的相关国家标准大多关注采用SEM手段对特定被测对象的特征进行测量、表征、区分、定义等，具有较强的针对性，但缺乏系统性，特别是对设备性能的计量评定、样品处理及制样过程、图像处理的依据、测量结果的准确性与统计性等技术内容并未给出更为充分的、本质的、系统的说明。二、规范性引用文件本标准在制定过程中，在符合等同采用国际标准的要求的基础上，充分参照了现行相关国家标准中的相关术语及技术内容的表述，包括计量学、粒度分析、数理统计、微束分析、颗粒表征、纳米科技等各个专业领域；同时，在一些习惯性表达上，也充分征求了行业专家、资深从业者、用户的意见和建议，力求做到专业、通俗、易懂。三、制定过程本标准涉及的专业领域较为广泛，因此集合了国内相关领域的一批权威代表性机构和企业合作完成。牵头单位为中国计量科学研究院，主要参加单位包括国家纳米科学中心、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京理化分析测试中心）、山东省计量科学研究院、卡尔蔡司（上海）管理有限公司、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、中国检验检疫科学研究院、北京粉体技术协会等。对于标准中的重要技术内容，如SEM性能验证方法、典型样品（宽窄分布颗粒样品）制样方法、比对报告中涉及的颗粒测试及统计方法（算法）等均进行了方法学验证，验证了标准中相关技术操作的可行性。修正了ISO 19749：2021中的一些编辑性错误。四、适用范围本标准适用于各类纳米颗粒及其团聚、聚集体，甚至更大尺寸颗粒的粒度及形状分布测量。前提应将SEM作为一个测量系统进行评定，以确定所用SEM的性能范围，这包括设备自身的扫描分辨力、漂移、洁净度等特性。同时，也取决于观测者所需要的测量准确性。高的测量准确性需要高性能的SEM设备+高精度校准+洁净的样品前处理+匹配的测试参数+足够多的被测颗粒数量+合适的阈值算法，其中每一步都会影响最终的测试结果。因此，根据实际工作中对测试结果准确性、重复性和一致性的需求，可对上述环节进行不同程度的限定。五、主要内容本标准涉及的主要内容覆盖SEM测量颗粒粒度及形状分布的全流程，从一般原理到设备校准，样品制备到测试参数选用，图像采集到数据处理，均给出了较为详细的阐述，并在附录中给出了实用的案例。术语及定义：包括纳米技术的通用术语，图像分析、统计学和计量学专业核心术语、SEM核心术语等。一般原理：概括性地介绍了SEM成像原理及粒度、粒形测量原理。样品制备：较为系统地介绍了典型的粉末及悬浮液从取样、制样到分散的过程，并重点阐述了颗粒在硅基底和TEM栅网上的沉积方法。可根据需求，采用几种不同层次的硅片清洗与处理方法，一方面确保硅片的洁净，另一方面可使其表面带有正电或负电的捕获分子层，以确保颗粒在硅片上的有效分散。必要时采用TEM栅网，可提高颗粒与背底的对比度。考虑样本颗粒数量时，一般而言假设颗粒是对数正态分布的，本标准给出了一个颗粒数与误差和置信区间的计算公式可供参考。SEM设备的评价方法：给出了SEM成像能力的影响因素，包括空间分辨率、漂移、污染、水平垂直范围及线性度、噪声等，具体的验证方法在附件中有较为详细的描述，此外也可依照其他相关的技术规范或标准定期进行校准。图像采集：重点给出了不同粒度测量时放大倍率和像素分辨率的选择策略，取决于实际的测量需求。测量者需要充分考虑要求的误差和放大倍率来计算所需的像素分辨率，当颗粒分布较宽时可能有必要在不同放大倍率下进行拍摄，以兼顾颗粒的测量效率及测量精度。颗粒分析方法：手动分析可能准确率很高，能较好地界定测量区域以及筛选合格的颗粒（例如单分散颗粒体系中去除黏连颗粒），但采用软件自动处理往往更为高效。采用软件处理时，阈值的设定会对颗粒的筛选、粒度的大小产生较为关键的影响，必要的时候可以采用自动处理与手动处理相结合的方式。数据分析：给出了筛选数据可采用的统计学方法（方差分析、成对方差分析、双变量分析等方法）、模型拟合方法的参考，重点讲解了不确定度的来源与计算。结合60 nm颗粒测量结果，阐述了典型的不确定度来源。在上述基础上，给出了测量报告的信息及内容。本文作者： 黄鹭 副研究员； 中国计量科学研究院 前沿计量科学中心 Email:huangl@nim.ac.cn常怀秋 高级工程师； 国家纳米科学中心 技术发展部 Email：changhq@nanoctr.cn

仪器信息网讯 扫描隧道显微镜(STM)能够以原子精度捕获材料图像，可用于操纵单个分子或原子。多年来，研究人员一直在使用这类仪器来探索纳米尺度世界。近日， 德国Jülich研究中心（Forschungszentrum Jülich）的物理学家开发了一种新方法，这种方法帮助使用STM来研究量子效应创造了新的可能性。由于该技术方法采用磁冷却，他们的扫描隧道显微镜无需任何移动部件即可工作，并且在低至 30 毫开尔文的极低温度下几乎无振动。该仪器可以帮助研究人员解锁量子材料的特殊特性，这对量子计算机和传感器的发展至关重要。物理学家认为接近绝对零度的温度范围是一个特别令人兴奋的研究领域。热波动降至最低，量子物理定律开始发挥作用，揭示材料的特殊性质。电流自由流动，没有任何阻力。另一个例子是一种称为超流体的现象：单个原子融合成一个集体状态，并在没有摩擦的情况下相互移动。Stefan Tautz 教授（左下）、Taner Esat 博士（左上）和 Ruslan Temirov 教授（右）与Jülich量子显微镜，图片自：Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau研究和利用量子效应进行量子计算也需要这些极低的温度。全世界以及 Jülich研究中心的研究人员目前正在全速追求这一目标。在某些项目上，量子计算机可能远远优于传统的超级计算机。然而，发展仍处于起步阶段。一个关键的挑战是寻找材料和工艺，使具有稳定量子位的复杂架构成为可能。来自 Jülich 研究中心的 Ruslan Temirov 解释说：“我相信像我们这样的多功能显微镜是完成这项迷人任务的首选工具，因为它能够以多种不同方式在单个原子和分子的水平上对物质进行可视化和操作。”量子物理研究的一个典型对象：在中心，可以看到一个单一的分子，它是通过显微镜尖端分离出来的。在接近绝对零的温度下，没有干扰图像的噪声。图片来源：Forschungszentrum Jülich / Taner Esat, Ruslan Temirov经过多年的工作，他和他的团队为此装备了带有磁冷却的扫描隧道显微镜。 “我们的新显微镜与所有其他显微镜的不同之处类似于电动汽车与内燃机汽车的不同之处，”Jülich 物理学家解释说。到目前为止，研究人员一直依靠一种液体燃料，即两种氦同位素的混合物，将显微镜带到如此低的温度。 “在操作过程中，这种冷却混合物通过细管不断循环，这会导致背景噪音增加，”Temirov 说。另一方面，Jülich 显微镜的冷却装置则是基于绝热退磁过程。这个原理并不新鲜。它在20世纪30年代首次用于在实验室中达到低于 1 开尔文的温度。 Ruslan Temirov 说，对于显微镜的操作，它有几个优点：“通过这种方法，我们可以通过改变通过电磁线圈的电流强度来冷却我们的新显微镜。因此，我们的显微镜没有移动部件，几乎没有振动。”Jülich 科学家是有史以来第一个使用这种技术构建扫描隧道显微镜的人。 “新的冷却技术有几个实际优势。它不仅提高了成像质量，而且简化了整个仪器的操作和整个设置，”研究所主任 Stefan Tautz补充说，由于采用模块化设计，Jülich 量子显微镜也对技术进步保持开放态度，因为可以轻松实施升级。“绝热冷却是扫描隧道显微镜的真正飞跃。优势非常显着，作为下步计划我们现在正在开发商业原型机。”Stefan Tautz 解释说，量子技术是目前许多研究的焦点，这种仪器也势必会吸引许多相关研究学者的关注。这项研究发表在《Review of Scientific Instruments》上，DOI: 10.1063/5.0050532。mK STM 设置的示意图布局，包括 UHV 室、承载 mK 棒的 ADR 低温恒温器和高容量低温泵。 主 UHV 系统，包括负载锁、制备室 1 和 2 以及转移室，通过柔性波纹管连接到低温恒温器。 要将 mK 棒从真空中取出，低温恒温器和 UHV 系统必须在虚线标记的平面上分开。 右下角：插图显示了从 UHV 中提取 mK 棒的过程。 支撑 UHV 系统的框架在垂直于主图平面的方向侧向平移以进行提取。mK 棒的渲染 CAD 模型。 左：mK 棒全长 156.5 厘米。 箭头表示不同温度阶段的位置。 右上角：mK 棒的头部，其机制将其锁定到垂直操纵器，将其加载到低温恒温器中。 用于与温度传感器和 STM 压电元件建立电接触的两个接触板也是可见的。 建立同轴偏置和隧道电流触点的第三个接触板位于背面。 右下角：4K 载物台下方的 mK 棒的图像细节，无需布线。 左图：自制 STM 的分解图。 STM 的顶部通过蓝宝石板与 STM 主体电隔离。 STM 主体包含一个单独的压电管，用于 STM 尖端的粗略和精细运动。 右图：压电管的剖视图，显示粘滑粗调电机。

p style=" text-align: center " strong 第三届电镜网络会议（iCEM 2017）特邀报告 /strong /p p style=" text-align: center " strong 原位扫描电子显微学及其在纳米科技方面的应用 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 230" height=" 307" title=" 陈清.jpg" style=" width: 230px height: 307px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/f88b957c-19bb-4a3e-bb89-eec4e36b6d92.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 陈清 教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 北京大学 /strong /p p strong 　　报告摘要： /strong /p p 　　本报告将重点介绍扫描电子显微学及原位扫描电子显微学的发展和在纳米材料、纳米加工和纳米器件研究中应用。具体包括： /p p 　　1）扫描电镜基础和对纳米材料的表征。 /p p 　　2）原位加工和原位操纵方法和最新进展。 /p p 　　3）纳米材料的原位物性测量，及纳米材料的结构与性能关系研究。 /p p 　　4）纳米器件的原位制备和性能测量。 /p p strong 　　报告人简介： /strong /p p 　　陈清，北京大学教授，信息科学技术学院物理电子学研究所所长，纳米器件物理与化学教育部重点实验室副主任。1988年于北京大学物理系获得学士学位，1994年在北京科技大学材料物理系获得博士学位。2001年回到北京大学工作前，曾在英国剑桥大学、日本金属材料研究所和美国亚利桑那州立大学学习或工作。2009年入选基金委杰出青年，2014年入选国家百千万人才工程， 2015年被评为科学中国人2014年年度人物。享受过政府特殊津贴。 /p p 　　她在纳米材料的表征和结构与性能的关系、纳米操纵和纳米加工、及纳米器件的制备和性能研究方面做出了多项创新性成果，已发表170余篇SCI论文，总他引7600余次；h因子38。 她还是17项授权国家发明专利的主要发明人。2008年获得Thomson Reuters“中国卓越研究奖”， 2010年获得国家自然科学二等奖。 /p p 　　 strong 报告时间：2017年6月22日下午 /strong /p p 　 strong 　立即免费报名： a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _blank" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/ /a /strong br/ /p p style=" text-align: center " & nbsp a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _self" img title=" 点击免费报名参会.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c9793b9d-a3ec-4cb2-a453-330b3d0cbf03.jpg" / /a /p

近日，贝克休斯（Baker Hughes）旗下Waygate Technologies宣布推出全新工业微/纳米双管CT扫描仪Phoenix V|tome|x M Omni。这是一款全能型工业CT解决方案，可用于实验室以及生产端的3D计量、研发和质量控制等任务，以实现全自动高精度的生产线的无损检测，适用于电动汽车和电子行业的电池检测，以及航空航天质量控制的多种应用等。基于Phoenix V|tome|x，Phoenix V|tome|x M Omni版本拥有全新步入式装载设计，带来更大样品检测空间与更高的检测效率以及更短的维护周期，有更广泛行业应用覆盖，可调节FDD提升扫描效率、优化扫描结果，全新射线管系统结构助力图像采集流程，全新操作台用于本地系统运行状态监控及故障排除，全新标准化接口支持全自动化工作流程。此外，Phoenix V|tome|x M Omni具有设备紧凑，高检测精度的特点。检测高度≤70毫米(27.55英寸)样品时最大检测直径达500毫米(19.68英寸)；检测样品高度≤740毫米(29.13英寸)样品时最大直径≤120毫米(4.72英寸)；可检测样品重量高达75千克(165磅)。高检测精度可满足客户的精密检测需求；Phoenix V|tome|x M Omni以及之前的版本，集成Scatter|correct散射矫正技术、High-flux|target高通量靶和Dynamic 41数字平板探测器，以及X|approver软件进行自动缺陷识别(ADR)；设备配备全新的标准化接口，可以集成到机器人上下料或其它在线/半在线的检测。

nature：二维磁性材料的磁结构与相关特性研究关键词：二维铁磁材料；低温纳米精度位移台；反铁磁态；二次谐波 近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点。近日，中国与美国的研究团队合作，在二维磁性材料双层三碘化铬中观测到源于层间反铁磁结构的非互易二次谐波非线性光学响应，并揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德瓦尔斯堆叠结构的关联。同时，研究团队发现双层反铁磁三碘化铬的二次谐波信号相比于过去已知的磁致二次谐波信号（例如氧化铬Cr2O3），在响应系数上有三个以上数量的提升，比常规铁磁界面产生的二次谐波更是高出十个数量。利用这一强烈的二次谐波信号，团队成功揭示双层三碘化铬的原胞层堆叠结构的对称性。图一 双层三碘化铬的二次谐波光学显微图 运用光学二次谐波这一方法来探测二维磁性材料的磁结构与相关特性是此实验的关键。团队利用自主研发搭建的无液氦可变温强磁场显微光学扫描成像系统，完成了关键数据的探测。值得指出的是，该无液氦可变温强磁场显微光学扫描成像系统采用德国attocube公司的低温强磁场纳米精度位移台和低温扫描台来实现样品的位移和扫描。德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造商。公司已为全科学家生产了4000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度旋转位移器和纳米精度扫描器。图二 attocube低温强磁场位移器、扫描器attocube低温位移台技术特点如下：参考文献:Sun, Z., Yi, Y., Song, T. et al. Giant nonreciprocal second-harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI3. Nature 572, 497–501 (2019). nature：石墨烯摩尔超晶格可调超导特性研究关键词：石墨烯 超晶格 高温超导高温超导性机制是凝聚态物理领域世纪性的课题。这种超导性被认为会在以Hubbard模型描述的掺杂莫特缘体中出现。近期，美国和中国的国际科研团队合作在nature上报道了在ABC-三层石墨烯（TLG）以及六方氮化硼（hBN）摩尔超晶格中发现可调超导性特征。研究人员通过施加垂直位移场，发现ABC-TLG/hBN超晶格在20K的温度下表现出莫特缘态。进一步通过冷却操作发现，在温度低于1K时，该异质结的超导特特性开始出现。通过进一步调控垂直位移场，研究人员还成功实现了超导体-莫特缘体-金属相的转变。 图1.德国attocube公司低温mK纳米旋转台电学输运工作的测量是在进行仔细的信号筛选后，本底温度为40mK的稀释制冷机内进行的。值得指出的是，样品的面内测量需要保证样品方向与磁场方向平行，这必须要求能够在低温（40mK）环境下实现良好且工作的旋转台来移动样品，确保样品与磁场方向平行。实验中使用了德国attocube公司的mK纳米精度旋转台（如图1所示）。Attocube公司可提供水平和竖直方向的旋转台，使样品与单轴线管的超导磁场方向的夹角调整为任意角度。通过电学输运结果，证实了样品中存在超导体-莫特缘体-金属相的转变（结果如图2所示），为三层石墨烯/氮化硼的超晶格超导理论模型（Habbard model）以及与之相关的反常超导性质和新奇电子态的研究提供了模型系统。 图2. ABC-TLG/hBN的超导性图左低温双轴旋转台；图右下：石墨烯/氮化硼异质节的超导性测量测试结果，样品通过attocube的mK适用旋转台旋转后方向与磁场方向平行参考文献：Guorui CHEN et al, Signatures of tunable superconductivity in a trilayer graphene moiré superlattice, Nature, 572, 215-219 (2019) nature：分数量子霍尔效应区的非线性光学研究关键词：量子霍尔效应 四波混频 化激元设计光学光子之间的强相互作用是量子科学的一项重要挑战。来自瑞士苏黎世联邦理工学院（Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich, Zürich,）的研究团队在光学腔中嵌入一个二维电子系统的时间分辨四波混频实验，证明当电子初始处于分数量子霍尔态时，化激元间的相互作用会显著增强。此外，激子-电子相互作用导致化子-化激元的生成，还对增强系统非线性光学响应发挥重要作用。该研究有助于促进强相互作用光子系统的实现。值得指出的是，该实验在温度低于100mK的环境下进行，使用德国attocube公司的低温mK环境纳米精度位移台来实现物镜的移动和聚焦。参考文献:Knüppel, P., Ravets, S., Kroner, M. et al. Nonlinear optics in the fractional quantum Hall regime. Nature 572, 91–94 (2019). Science：NV center在加压凝聚态系统中的量子传感研究关键词：NV色心 量子传感器压力引起的影响包括平面内部性质变化与量子力学相转变。由于高压仪器内产生巨大的压力梯度，例如金刚石腔，常用的光谱测量技术受到限制。为了解决这一难题，巴黎十一大学，香港中文大学和加州伯克利大学的研究团队研发了一款新型纳米尺度传感器。研究者把量子自旋缺陷集成到金刚石压腔中来探测端压力和温度下的微小信号，这样空间分辨率不会受到衍射限限制。为此加州伯克利大学团队采用了德国attocube公司的与光学平台高度集成的闭循环低温恒温器- attoDRY800来进行试验，其中包含了attocube公司的低温纳米精度位移台，以此来实现快速并且控制金刚石压强的移动以及测量实验。参考文献：[1] S. Hsieh et al., Science, Vol. 366, Issue 6471, pp. 1349-1354 (2019) [2] M. Lesik, et al., Science, Vol. 366, Issue 6471, pp. 1359-1362 (2019)[3] K. Yau Yip et al., Science, Vol. 366, Issue 6471, pp. 1355-1359 (2019)

随着生物大分子制药的飞速发展，产业急需先进的技术平台以加快研究进程并提高整体效率。而苏州工业园区作为改革开放试验田、国际合作示范区的国家重点建设项目，近年来吸引了越来越多的生物制药及细胞研究企业入驻，规划于集齐产业力量，提高科研水平。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（下称“苏州纳米所”）更是产业内骄楚，此次珀金埃尔默公司有幸与苏州纳米所纳米生化平台进行联合共建实验室，依托其平台为周边企业展示在杂交瘤筛选、表型筛选、小动物活体成像及组织水平生物标记物等研究领域一系列先进的仪器和研究方案。通过本次共建合作希望把更先进的技术和方案带进园区，为生物制药产业发展和转化医学科研创新注入新的活力。双方领导签署合作协议：纳米生化平台主任李炯（右）；珀金埃尔默中国区生命科学部业务总监严洁敏（左）双方领导为联合共建实验室揭牌：纳米生化平台主任李炯（左）；珀金埃尔默中国区生命科学部业务总监严洁敏（右） 纳米生化平台是院地共建的面向生物制药及转化医学产业领域的开放式研发支持和服务机构，有利的支持了苏州及周边区域生物医药产业的快速发展。“非常感谢珀金埃尔默公司共同组织了如此有意义的共建活动。”中科院苏州纳米所纳米生化平台主任李炯首先致辞对与会者表达了欢迎，“纳米生化平台累积吸纳入驻企业约50家，并向上百家所外用户提供过技术服务。这有赖于大家对于我们的信任，以及合作伙伴给予我们的支持，我们也会在今后的科研工作中与业内专家共同学习探讨，力争为产业做出自己的一份贡献。” “苏州纳米所作为中科院在长三角地区重点建设的国家级科研项目，拥有强大的科学研发能力，对周边地区有十分重要的影响和示范作用。” 珀金埃尔默中国区生命科学部业务总监严洁敏随后谈到，“通过纳米生化平台丰富的行业经验和客户关系，以及珀金埃尔默在生命科学专业知识和先进技术，我们一起努力，必定能帮助周边企业在科研上取得长足进步。” 经过4年的耕耘及努力，珀金埃尔默已经在十余个城市与客户组建了近二十个共建实验室，仅上海复旦大学上海医学院就累计了近400的用户数。去年更是与生化工程国家重点实验一同，在寸土寸金的北京中关村投入了大量的人力和资金成立转换医学共建实验室及转化医学工程委员会。如此持续的巨额投资旨在与业内分享经验，从而辐射到产业链的每个环节，帮助我们的客户完成科研要求并促进产业蓬勃发展。 珀金埃尔默亚太区高级市场经理刘肖也表达了公司多年服务中国客户的感触：“2018年是珀金埃尔默进入中国的第40周年，也恰逢中国改革开放的第40个年头。作为第一批投身于中国的外资企业，这些年来我们始终秉持着以客户需求为先的宗旨。虽然目前共建实验室合作形式在一些城市获得了非常积极地反馈，但是相对于中国市场庞大的市场，这些仍微不足道。珀金埃尔默今后一定会以包括共建实验室等合作形式，持续、大力地对中国市场进行投资。”珀金埃尔默亚太区高级市场经理刘肖致辞随后双方技术专家及参会嘉宾进行了技术交流。相关资料请点击下载：分子影像技术在转化医学研究中的应用：http://www.instrument.com.cn/download/shtml/880945.shtml组织切片多标记技术与新型生物标记物发现：http://www.instrument.com.cn/download/shtml/880943.shtml生物大分子整体解决方案：http://www.instrument.com.cn/download/shtml/880940.shtml 珀金埃尔默技术专家及参会嘉宾珀金埃尔默除了拥有科研合作能力，也不乏一双发现客户美丽之处的眼睛：我们的产品技术经理为各位倾情拍摄苏州纳米所外美景，请您共同欣赏。关于珀金埃尔默作为全球领先的科研仪器和服务提供商，珀金埃尔默公司致力于为创建更为健康的世界而不懈努力。我们的业务涵盖医学诊断、科研和分析仪器等。我们在全球拥有9000名专业技术人员，时刻准备着为客户提供最优质的服务，帮助客户解决各项科学难题。我们在分析检测、医学成像、信息技术和售后服务方面的专业知识，以及深入的市场洞察力，可协助客户为改善我们的生活环境而不懈探索。2016年，珀金埃尔默年应收达21亿美元，为超过150个国家和地区提供服务，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默公司的信息，请访问PerkinElmer官方网站。