高精度载流子迁移率测试系统

中国科学院国家纳米科学中心研究员刘新风团队联合美国休斯顿大学包吉明团队、任志锋团队，在超高热导率半导体-立方砷化硼（c-BAs）单晶的载流子扩散动力学研究方面取得进展，为其在集成电路领域的应用提供重要的基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在《科学》（Science）上。 随着芯片集成规模的进一步增大，热量管理成为制约芯片性能的重要因素。受到散热问题的困扰，不得不牺牲处理器的运算速度。2004年后，CPU的主频便止步于4GHz，只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度，而这一策略对于单线程的算法无效。2018年，具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了科学家的兴趣，其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1，约为Si的十倍。c-BAs具有高的热导率以及超弱的电声耦合系数和带间散射，理论预测c-BAs同时具有颇高的电子迁移率（1400 cm2V-1s-1）和空穴迁移率（2110 cm2V-1s-1），这在半导体材料系统中颇为罕见，有望将其应用在集成电路领域来缓解散热困难并可实现更高的运算速度，因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有重要意义。 虽然c-BAs已被制备，但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷，对其迁移率的测量带来困难。一般可以通过霍尔效应，测定样品的载流子的迁移率，而电极的大小制约其空间分辨能力，并直接影响测试结果。2021年，利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1，与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。 通过大量的样品反复比较，科研团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法，并挑选出具有锐利XRD衍射（0.02度）窄拉曼线宽（0.6波数）、接近0的拉曼本底、极微弱带边发光的高纯样品。进一步，科研团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发，广场的探测光探测，实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程，探测灵敏度达到10-5量级，空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统，研究比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度，首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约1550 cm2V-1s-1，这一测量结果与理论预测值（1680 cm2V-1s-1）非常接近。通过高能量（3.1 eV，400 nm）光子激发，研究还发现长达20ps的热载流子扩散过程，其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。 立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率以及超高的热导率，表明可广泛应用于光电器件、电子元件。该研究厘清了理论和实验之间存在的差异的具体原因，并为该材料的应用指明了方向。 研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、国家重点研发计划与中科院仪器设备研制项目等的支持。 　图1.c-BAs单晶的表征。（A）c-BAs单晶的扫描电镜照片；（B）111面的X射线衍射；（C）拉曼散射（激发波长532 nm）；（D）极微弱的带边发光（激发波长593 nm）及荧光成像（插图，标尺为10微米）。 图2.瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。（A）实验装置示意图，激发波长为600 nm探测波长为800 nm；（B）不同时刻的瞬态反射显微成像（标尺1微米）；（C）典型的载流子动力学；（D）0.5 ps的二维高斯拟合（E）不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率，误差标尺代表95%置信拟合区间。

短波红外和中波红外波段是两个重要的大气窗口。在该波段范围内，碲化汞胶体量子点表现出良好的光响应。此外，胶体量子点具有易于液相加工制备以及与硅基工艺兼容等优势，因此有望显著降低红外光电探测器的成本。然而，目前胶体量子点红外光电探测器在比探测率、响应度等核心性能方面与传统块体半导体红外探测器相比仍存在一定差距。有效地调控掺杂和迁移率等输运性质是提升量子点红外光电探测器性能的关键。据麦姆斯咨询报道，近期，北京理工大学光电学院和北京理工大学长三角研究院的科研团队在《光学学报》期刊上发表了以“高载流子迁移率胶体量子点红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为薛晓梦，通讯作者为陈梦璐和郝群。在本项工作中，采用混相配体交换的方法将载流子迁移率提升，并且实现了N型、本征型、P型等多种掺杂类型的调控。在此基础之上，进一步研究了输运性质对探测器性能的影响。与光导型探测器相比，光伏型探测器不需要额外施加偏置电压，没有散粒噪声，拥有更高的理论灵敏度，因此是本项工作的研究重点。同时，使用高载流子迁移率的本征型碲化汞量子点薄膜制备了短波及中波红外光伏型光电探测器。实验过程材料的合成：Te前驱体的制备在氮气环境下，称量1.276 g（1 mmol）碲颗粒置于玻璃瓶中，并加入10 ml的三正辛基膦（TOP）中，均匀搅拌至溶解，得到透明浅黄色的溶液，即为TOP Te溶液。碲化汞胶体量子点的合成在氮气环境下，称量0.1088 g（0.4 mmol，氮气环境下储存）氯化汞粉末置于玻璃瓶中，并加入16 ml油胺（OAM），均匀搅拌并加热至氯化汞粉末全部溶解。本工作中合成短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的反应温度分别为65℃和95℃。使用移液枪取0.4 mL的TOP Te溶液，快速注入到溶于油胺的氯化汞溶液中，反应时间分别为4 min和6 min。反应结束后加入20 ml无水四氯乙烯（TCE）作为淬火溶液。碲化银纳米晶体颗粒的合成在氮气环境下，称量0.068 g（0.4 mmol）硝酸，并加入1 mL油酸（OA）和10 mL油胺（OAM）中，均匀搅拌30 min。溶解后，注入1 mL TOP，快速加热至160℃并持续30-45 min。然后向反应溶液中注入0.2 mL TOP Te（0.2 mmol），反应时间为10 min。碲化汞胶体量子点的混相配体交换混相配体交换过程包括液相配体交换和固相配体交换。选择溴化双十二烷基二甲基铵（DDAB）作为催化剂，将碲化汞胶体量子点溶在正己烷中，取4 ml混合溶液与160 μL β-巯基乙醇（β-ME）和8 mg DDAB在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中混合。之后向溶液中加入异丙醇（IPA）进行离心，倒掉上清液，将沉淀物重新溶解在60μL DMF中。固相配体交换是在制备量子点薄膜后，用1,2-乙二硫醇（EDT）、盐酸（HCL）和IPA（体积比为1:1:20）溶液对已成膜的碲化汞胶体量子点表面进行处理。碲化汞胶体量子点的掺杂调控在调控碲化汞胶体量子点的掺杂方面，Hg²⁺可以通过表面偶极子稳定量子点中的电子，所以选择汞盐（HgCl₂）来调控量子点的掺杂状态。在液相配体交换结束后，向溶于DMF的碲化汞胶体量子点溶液中加入10 mg HgCl₂得到本征型碲化汞胶体量子点，加入20 mg HgCl₂得到N型碲化汞胶体量子点。材料表征采用混相配体交换的方法不仅可以提高载流子迁移率还可以通过表面偶极子调控碲化汞胶体量子点的掺杂密度。液相配体交换前后中波红外碲化汞胶体量子点的TEM图像如图1（a）所示，可以看到，进行液相配体交换后的碲化汞胶体量子点之间的间距明显减小，排列更加紧密。致密的排列可以提高碲化汞胶体量子点对光的吸收率。混相配体交换后的短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱如图1（b）所示，从图1（b）可以看出，短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收峰分别为5250 cm⁻¹和2700 cm⁻¹。利用场效应晶体管（FET）对碲化汞胶体量子点的迁移率和薄膜的掺杂状态进行测量，把碲化汞胶体量子点沉积在表面有一层薄的SiO₂作为绝缘层的Si基底上，基底两侧的金电极分别作为漏极和源极，Si作为栅极，器件结构如图1（c）所示。通过控制栅极的极性和电压大小，可以使场效应晶体管分别处于截止或导通状态。图1（d）是N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线。利用FET传输曲线的斜率计算了载流子的迁移率μFET。图1 （a）混相配体交换前后碲化汞胶体量子点的透射电镜图；（b）短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱；（c）碲化汞胶体量子点薄膜场效应晶体管测量原理图；（d）在300K时N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线测试结果。分析与讨论碲化汞胶体量子点光电探测器的制备光伏型探测器不需要施加额外的偏置电压，没有散粒噪声，理论上会具有更好的性能，借鉴之前文献中的报告，器件结构设计为Al₂O₃/ITO/HgTe/Ag₂Te/Au，制备方法如下：第一步，在蓝宝石基底上磁控溅射沉积50 nm ITO，ITO的功函数在4.5~4.7 eV之间。第二步，制备约470 nm的本征型碲化汞胶体量子点薄膜。第三步，取50 μL碲化银纳米晶体溶液以3000 r/min转速旋转30 s，然后用HgCl₂/MEOH（10 mmol/L）溶液静置10 s后以3000 r/min转速旋转30 s，重复上述步骤两次。在这里，Ag⁺作为P型掺杂层，与本征型碲化汞胶体量子点层形成P-I异质结。最后，将器件移至蒸发镀膜机中，在真空环境（5×10⁻⁴ Pa）下蒸镀50 nm Au作为顶层的电极。高迁移率光伏型探测器的结构图和横截面扫描电镜图如图2（a）所示。能级图如图2（b）所示。制备好的探测器的面积为0.2 mm × 0.2 mm。图2 （a）高迁移率碲化汞胶体量子点P-I异质结结构示意图及扫描电镜截面图 （b）碲化汞胶体量子点P-I异质结能带图。器件性能表征为了探究高载流子迁移率短波红外和中波红外光伏型探测器的光电特性，我们测试了器件的I-V曲线以及响应光谱。图3（a）和（b）分别是高迁移率短波红外和中波红外器件的I-V特性曲线，可以看到短波红外和中波红外探测器的开路电压分别为140 mV和80 mV，这表明PI结中形成了较强的内建电场。此外，在零偏置下，高迁移率短波红外和中波红外器件的光电流分别为0.27 μA和5.5 μA。图3（d）和（e）分别为1.9 μm（300 K） ~ 2.03 μm（80 K）的短波红外器件的响应光谱和3.5 μm（300 K） ~ 4.2 μm（80 K）的中波红外器件的响应光谱。比探测率D*和响应度R是表征光电探测器性能的重要参数。R是探测器的响应度，用来描述器件光电转换能力的物理量，即输出信号光电流与输入光信号功率之比。图3 （a）300 K时短波红外I-V曲线；（b）80 K时中波红外I-V曲线；（c）短波红外及中波红外器件的比探测率随温度的变化；（d）短波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（e）中波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（f）短波红外和中波红外器件的响应度随温度的变化。图3（e）和（f）给出了探测器的比探测率D*和响应度R随温度的变化。可以看到，短波红外器件在所有被测温度下，D*都可以达到1×10¹¹ Jones以上，中波红外器件在110 K下的D*达到了1.2×10¹¹ Jones。应用此外，本工作验证高载流子迁移率的短波红外和中波红外量子点光电探测器在实际应用，如光谱仪和红外相机。光谱仪实验装置示意图如图4（a）所示，其内部主要是一个迈克尔逊干涉仪。图4（b）和（c）为使用短波红外和中波红外量子点器件探测时有样品和没有样品的光谱响应结果。图4（e）和图4（f）为样品在短波红外和中波红外波段的透过率曲线。对于短波红外波段，选择了CBZ、DDT、BA和TCE这四种样品，它们在可见光下都是透明的，肉眼无法进行区分，但在短波红外的光谱响应和透过率不同。对于中波红外波段，选择了PP和PVC这两个样品。在可见光下它们都是白色的塑料，但在中波红外光谱响应和透过率不同。图4（d）为自制短波红外和中波红外单点相机的扫描成像。，短波相机成像可以给出材质信息。中波红外相机成像则是反应热信息。以烙铁的中波红外成像为例，我们可以清楚地了解烙铁内部的温度分布。在可见光下，硅片呈现不透明的状态使用自制的短波红外相机成像后硅片呈现半透明的状态。图4 （a）利用高载流子迁移率探测器进行响应光谱测量的原理示意图；（b）和（c）分别是在有样品和没有样品两种模式下用自制探测器所探测到的光谱响应；（d）自制短波红外和中波红外光电探测器的单像素扫描成像结果图；（e）TCE、BA、DDT和CBZ在短波红外模式下的透光率，插图为四种样品的可见光图像；（f）PVC和PP在中波红外模式下的透光率，插图为两种样品的可见光图像。结论综上所述，采用混相配体交换的方法，将量子点薄膜中的载流子迁移率提升到了1 cm²/Vs，相较于之前的研究提升了2个量级。并且通过加入汞盐实现了对量子点薄膜的掺杂调控，分别实现了P型、本征型以及N型多种类型的量子点薄膜。同时，基于本征型高迁移率量子点制备了短波红外和中波红外波段的光伏型光电探测器。测试结果表明，提升量子点的输运性质，有效的提升了探测器的响应率、比探测率等核心性能，并且实现了光谱仪和红外相机等应用。本项工作促进了低成本、高性能量子点红外光电探测器的发展。这项研究获得国家自然科学基金（NSFC No.U22A2081、No.62105022）、中国科学技术协会青年托举工程（No.YESS20210142）和北京市科技新星计划（No.Z211100002121069）的资助和支持。论文链接：https://link.cnki.net/urlid/31. 1 252.o4.20230925.0923.016

引言近年来, 石墨烯等二维材料与器件领域的研究和开发取得了日新月异的进展。随着二维材料与器件研究和开发的深入, 研究人员越发清楚地认识到, 二维材料中载流子的传输能力是影响其器件性能的一个至关重要的因素。衡量二维材料载流子传输能力的主要参数是载流子迁移率μ, 它直接反映了载流子在电场作用下的运动能力, 因此载流子迁移率的测量一直是石墨烯等二维材料与器件研究中的重要课题。二维材料载流子迁移率的测量方法迄今为止已有许多实验技术来测量二维材料的载流子迁移率，主要分为四大类, 一是稳态电流方法（ 如稳态直流J-V 法和场效应晶体管方法），该方法是简单的一种测量载流子迁移率的方法，可直接得到电流电压特性和器件的厚度等参数。二是瞬态电流方法，如瞬态电致发光、暗注入空间电荷限制电流和飞行时间( TOF) 方法等；三是微波传导技术, 如闪光光解时间分辨微波传导技术和电压调制毫米波谱；四种是导纳( 阻抗) 法。但上述实验方法仍存在一些普遍性问题：1）样品制备要求较高，需要繁杂的电制备；2）只能给出平均值，无法直观的得到整个二维材料面内的载流子迁移率的分布情况，无法对其均匀性进行直观表征；3）测量效率较低，无法满足未来大面积样品及工业化生产的需求。因此，我们亟需进一步优化和开发新的实验技术来便捷快速的获得载流子迁移率。颠覆性的二维材料载流子迁移率测量方法西班牙Das Nano公司采用先进的脉冲太赫兹时域光谱技术创新性的研发出了一款针对大面积（8英寸wafer）石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料100%全区域的太赫兹无损快速测量设备-ONYX[2,3]，可在1 min之内完成厘米样品的载流子浓度测量。基于反射式太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）弥补了传统接测量方法之间的不足和空白。实现了从科研到工业的大面积石墨烯及其他二维材料的无损和高分辨，快速的载流子迁移率测量，为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。近日，北京大学刘忠范院士团队通过自主设计研发的电磁感应加热石墨烯甚高温生长设备，在 c 面蓝宝石上在 30 分钟内就可以直接生长出了由取向高度一致、大晶畴拼接而成的晶圆高质量单层石墨烯。获得的准单晶石墨烯薄膜在晶圆尺寸范围内具有非常均匀的面电阻，而且数值较低，仅为~600 Ω/□，通过Das Nano公司的ONYX的载流子迁移率测量功能显示当分辨率为250 μm时迁移率依旧高于6,000 cm2 V–1 s–1，且具有很好的均匀性。这是迄今为止，常规缘衬底上直接生长石墨烯的好水平。文章以题为“Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire”[4]发表在Science Advances上。图二、电阻及载流子迁移率测量结果 【参考文献】[1] Bardeen J, Shockley W. Deformation Potentials and Mobilities in Non-Polar Crystals[J]. Physical Review, 2008, 801:72-80[2] Cultrera, A., Serazio, D., Zurutuza, A. et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Sci Rep 9, 10655 (2019).[3] Melios, C., Huang, N., Callegaro, L. et al. Towards standardisation of contact and contactless electrical measurements of CVD graphene at the macro-, micro- and nano-scale. Sci Rep 10, 3223 (2020).[4]Chen, Z., Xie, C., Wang, W. et al. Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire. Sci. Adv. (2021).

近期，QD中国样机实验室全新引进Lake Shore公司推出的M91快速霍尔测试仪，该快速霍尔测量系统可以与完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade 无缝连接。全新的M91快速霍尔测量方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的灵敏度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，在测量低载流子迁移率样品时相比其他测量手段有显著优势。左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade ，右）：M91快速霍尔测试仪QD中国样机实验室M91快速霍尔测试仪集成于完全无液氦综合物性测量系统 M91快速霍尔测试仪能够检测样品电极接触状况并确保测量始终处于最佳样品条件下进行。尤其在测量低载流子迁移率材料时，M91可以更快、更准确地完成相关测量。得益于仪器特有的FastHall技术，消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，测量速度可达传统方法的100倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。M91快速霍尔测试仪可以直观判定样品接触电极质量FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围 产品特点：✔ 采用FastHall技术，在测量过程中无需进行磁场翻转✔ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析✔ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数✔ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(Vs)✔ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令标准电阻套件——M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量PPMS与M91的集成示例 标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量PPMS样品托电极接线方案该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆左) 高精度电学输运样品杆样品台 右) 样品杆顶部接口左）：样品板；右）：样品板插座此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，QD中国样机实验室也匹配了LakeShore提供的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应 传统的直流场霍尔效应测量适用于具有较高迁移率的简单材料，但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。 交流锁相技术结合先进锁相放大器和更长测量窗口，可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。然而，延长测量间隔会增加热漂移效应带来的误差，并且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。FastHall 技术有效解决了这些问题，甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试的范围。为了便于广大客户全面了解和亲身体验M91快速霍尔测试仪，QD中国样机实验室引进了该设备样机，现已安装于公司样机实验室并调试完毕。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在QD中国样机实验室恭候大家的到来。相关产品1、M91快速霍尔测试仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C554347.htm2、完全无液氦综合物性测量系统-DynaCoolhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

以下文章来源于国家纳米科学中心 ，作者刘新风课题组1 工作简介——超高热导率半导体-砷化硼的载流子扩散动力学研究国家纳米科学中心刘新风研究员团队联合休斯顿大学包吉明团队和任志锋团队在超高热导率半导体-立方砷化硼（c-BAs）单晶的载流子扩散动力学研究方面取得重要进展，为其在集成电路领域的应用提供重要基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在Science杂志上。随着芯片集成规模的进一步增大，热量管理成为制约芯片性能越来越重要的因素。受散热问题的困扰，人们不得不牺牲处理器的运算速度。从2004年后，CPU的主频便止步在了4 GHz，只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度，然而这一策略对于单线程的算法却是无效的。2018年，具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了人们极大兴趣，其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1，约为Si的十倍。c-BAs不仅具有高的热导率，由于其超弱的电声耦合系数和带间散射，理论预测c-BAs还同时具有非常高的电子迁移率（1400 cm2V-1s-1）和空穴迁移率（2110 cm2V-1s-1），这在半导体材料系统中是非常罕见的，有望将其应用在集成电路领域来缓解散热的困难并且能够实现更高的运算速度，因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有非常重要的意义。虽然c-BAs被制备出来，但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷，为其迁移率的测量带来极大的困难。一般可以通过霍尔效应，测定样品的载流子的迁移率，然而电极的大小制约着其空间分辨能力，并直接影响到测试的结果。2021年，利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1，与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。通过大量的样品反复比较，研究团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法，并挑选出了具有锐利XRD衍射（0.02度）窄拉曼线宽（0.6波数），接近0的拉曼本底，极微弱带边发光的高纯样品。进一步，研究团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发，广场的探测光探测，实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程，探测灵敏度达到了10-5量级, 空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统，详细比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度，首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约 1550 cm2V-1s-1, 这一测量结果与理论预测值（1680 cm2V-1s-1）非常接近。通过高能量（3.1 eV，400 nm）光子激发，研究团队还发现了长达20ps的热载流子扩散过程，其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率，以及其超高的热导率，表明其可以广泛应用在光电器件、电子元件中。该研究工作厘清了理论和实验之间存在的巨大差异的具体原因，为该材料的应用指明了方向。图1. 瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。(A)实验装置示意图，激发波长为600 nm探测波长为800 nm (B)不同时刻的瞬态反射显微成像（标尺1微米） (C)典型的载流子动力学 (D)0.5 ps的二维高斯拟合 (E)不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率，误差标尺代表95%置信拟合区间。国家纳米科学中心副研究员岳帅为文章第一作者，刘新风研究员为通讯作者。文章的共同第一作者为休斯顿大学田非博士（现中山大学教授），共同通讯作者为休斯顿大学包吉明教授和任志锋教授。该研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委项目、万人计划青年拔尖人才计划、科技部重点研发计划、科学院仪器研制项目等项目的大力支持。2作者简介通讯作者刘新风，国家纳米科学中心研究员，博士生导师。2004年获东北师范大学学士学位。2007年获东北师范大学硕士学位。2011年获中科院大学博士学位。2015年中科院海外人才计划加入国家纳米科学中心。2021年获中组部人才计划支持。目前担任中国科学院纳米标准与检测重点实验室副主任。研究方向为半导体材料微纳尺度光与物质相互作用光谱和物性研究。近年来在Science, Nat. Mater., Adv. Mater., Nano Lett.等期刊上发表论文210余篇，总引用15000余次，H因子61。担任Nat. Nanotech., Sci. Adv., Nano Lett., Adv. Mater. 等国际学术期刊审稿人。任Journal of Physics: Photonics, Nano Materials编委会委员，InfoMat, Materials Today Physics, Materials Today Sustainability, Frontiers of Physics青年编委。通讯作者包吉明，美国休斯顿大学电子与计算机工程系教授，博士生导师。美国物理学会会士，美国光学学会会士。2003年于密歇根大学获得博士学位，导师Roberto Merlin，2003年-2008年在哈佛大学做博士后研究，合作导师为Federico Capasso。2008年加入美国休斯顿大学电子与计算机工程系。主要研究方向为新型纳米材料的制备与纳米光电子学研究。发表文章250余篇，引用量19000，H因子62。通讯作者任志锋，教授，博士生导师。现为美国休斯顿大学物理系M.D. Anderson讲席教授，德克萨斯州超导研究中心主任。1984年在西华大学获得本科学位，1987年在华中科技大学获得硕士学位，1990年在中科院物理所获得博士学位。他的研究集中在具有高ZT值和高功率系数的热电材料、极高热导及载流子迁移率的砷化硼单晶、用于提高石油采收率的纳米材料、电解水产制氢催化剂、用于捕获和消灭SARS-CoV-2冠状病毒的加热过滤器、碳纳米管、太阳能转换材料、柔性透明电子器件和超导材料及其应用等。第一作者岳帅，国家纳米科学中心副研究员。2016年于中科院物理所获理学博士学位，导师翁羽翔研究员。2017年-2020年在电子科技大学-美国休斯顿大学从事博士后研究，合作导师王志明教授和包吉明教授。2020年加入国家纳米科学中心。长期从事超快光谱研究。在Science, PNAS, Nature Materials 等期刊上发表论文20余篇，申请专利5项。第一作者田非，中山大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。2012年本科毕业于南开大学物理科学学院，2013年进入美国休斯顿大学物理系攻读博士学位，导师是任志锋教授。2018年获得博士学位后，继续在任志锋教授课题组从事博士后研究。2020年起加入中山大学材料科学与工程学院。长期从事新型散热材料的合成和制备，基本性质的表征和分析，以及相关应用的设计和开发。目前已在国际主流学术期刊发表论文三十余篇。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置， 其中以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流。虽然通过掺杂及表面覆盖抗光反射层能提高晶硅太阳能电池的效率，但是超过能带间隙和一些特定波长的光反射造成了巨大的光能量损失，反而限制了晶硅太阳能电池的效率。 Y.H. Wang等利用有机金属三溴纳米粒子（CH3NH3PbBr3）涂层吸收部分短波长太阳光，使其转化成化电场。该化电场可以通过促进分子重排而增强有机-晶硅异质结太阳能电池的不对称性，从而增加表面活性载流子密度，终将有机-晶硅异质结太阳能电池的效率从12.7%提高到了14.3%。 苏州大学Q.L. Bao教授等人在钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为和载流子浓度分布等领域作出了突出贡献。2016年，发表在ACS Nano上的钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为的研究中，作者利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM发现：1. 未施加外场电压时， 该微纳米线区域中载流子密度（图1 g. s-SNOM振幅信号）和光折射率（图1 g. s-SNOM相位信号）较均匀；2. 施加外场正电压时，该区域中载流子密度随I-离子（Br?）的迁移而向右移动（图1 h. s-SNOM振幅信号），其光折射率随随MA+离子（CH3NH3+）的迁移而向左移动（图1 g. s-SNOM相位信号）较均匀；3. 施加外场负压时，情况正好与施加正电压时相反（图1 i）。该研究显示弄清无机-有机钙钛矿结构中的离子迁移行为对于了解钙钛矿基的特殊光电行为具有重要意义，进而为无机-有机钙钛矿材料的光电器件应用打下了坚实的基础。图1.SNOM测量钙钛矿结构微纳米线的光电转换的离子迁移行为。 d-f. 离子迁移测量示意图；g-i,相应的s-SNOM光学信号振幅和相位图 2017年， Q.L. Bao教授等人发表在AdvanceMaterials的文章中再次利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM，次在实验中研究了太阳能电池表面钙钛矿纳米粒子涂层的载流子密度。结果显示：钙钛矿纳米粒子覆盖区域近场信号强度高于Si/SiO2区域中信号强度（参见下图2 b 图2 a为对应区域的形貌）。另外作者也研究了增加光照的时间的影响（参见下图2 c, d）。其结果显示：近场信号强度随光照时间增加，从12.5 μV (黄色，0 min) 增加到 14.4 μV (红色, 60 min)，该近场信号反映了可移动自由载流子密度的变化。终，红外光neaSNOM研究结果证明：随光照时间增加，太阳能电池表面的钙钛矿纳米粒子涂层富集和捕获了大量的电子。图2. SNOM测量钙钛矿结构纳米粒子涂层的载流子密度。a. AFM形貌图；b, s-SNOM光学信号图-未加光照；c, s-SNOM光学信号图-光照30min；d, s-SNOM光学信号图-光照60min 作者预见，该研究对于设计新型太阳能电池，提高其转化效率具有重要意义。同时，该研究还提出了一种使钙钛矿结构材料和晶硅太阳能电池相结合的研究方法，为之后的研究和应用提供了解决新思路。相关参考文献1.Zhang Y.P. et. al. Reversible StructuralSwell?Shrink and Recoverable Optical Properties in Hybrid Inorganic?OrganicPerovskite. ACS Nano 2016,10, 7031?7038.2.Wang Y.H. et. al. The Light-InducedField-Effect Solar Cell Concept - Perovskite Nanoparticle Coating IntroducesPolarization Enhancing Silicon Cell Efficiency. AdvancedMaterial 2017, First published: 3 March 2017 DOI: 10.1002/adma.201606370.相关产品链接超高分辨散射式近场光学显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm德国Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm

近日，中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室在有机分子晶体器件的载流子输运研究中取得重要进展。相比于传统基于无序半导体材料的场效应晶体管中掺杂引起的缺陷钝化(trap-healing)现象，由有序单晶电荷转移界面制备的场效应晶体管整体电导、迁移率高，并具有跨导不依赖于栅压的电学特性，这表明迁移率的提高取决于trap-healing效应，且存在其他影响电学性能的机制。中科院院士、微电子所研究员刘明团队制备了基于p型和n型有机分子构成的单晶电荷转移界面的晶体管器件，探究了电荷转移界面以及栅氧界面电场的相互作用对晶体管工作时载流子及电导分布特性的影响。相较于界面，单晶体内的缺陷态减少3个数量级以上，这意味着更小的散射概率和更高的器件迁移率。研究通过开尔文探针显微镜对表面电势的栅压依赖性表征和二维数值仿真证实，电荷转移界面的内建电场与栅氧界面电场发生有效耦合，提高了载流子体传输比例，减少了界面无序因素对载流子传输的限制作用，大幅提升了器件的跨导。相关研究成果以Surface Doping Induced Mobility Modulation Effect for Transport Enhancement in Organic Single Crystal Transistors为题，发表在Advanced Material上。研究工作得到国家重点研发计划、微电子所微电子器件与集成技术重点实验室开放课题、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技项目的支持。图1.电荷转移晶体管的迁移率调制效应的原理图图2.利用扫描开尔文探针显微镜对电荷转移界面的表面电势的表征分析

近日，大连化物所超快时间分辨光谱与动力学研究组（1110组）金盛烨研究员、田文明研究员等在高压环境下光生载流子输运研究中取得新进展。该团队通过时空分辨荧光扫描成像技术，实现了高压环境下载流子输运的直接观测，并发现钙钛矿在高压环境下仍然可以保持良好的载流子输运性能。压力作为重要的热力学影响因素，可以有效缩短原子间距，增强电子轨道耦合，进而改变物质的电子和晶体结构，从而揭示材料结构与性能的关系，并在发现新结构、新现象和阐释新机制方面发挥着重要作用。研究发现，压力可以有效改变钙钛矿材料的光电特性，并且在一定的压力范围内可以提升器件的光电性能。钙钛矿材料的载流子寿命，载流子迁移率和迁移距离是决定器件性能的重要参数。因此，了解这些核心参数在压力作用下如何变化，对于理解压力对钙钛矿器件光电性能的影响至关重要。高压下材料性质研究主要在金刚石对顶砧压腔内完成，受到压腔空间以及传压介质限制，采用传统方法测量高压下载流子输运性能具有巨大挑战。　　本工作中，该团队通过将金刚石对顶砧与时空分辨荧光扫描成像等技术相结合，在高压环境下直接观测到三维钙钛矿MAPbI3单晶中的载流子输运过程，并发现在0.4至5.7GPa压力范围内，三维钙钛矿MAPbI3单晶的扩散系数比常压提高30%以上，载流子依然可以保持5至8μm迁移距离。同时，团队结合高压下X射线衍射和拉曼光谱等表征技术，证明了MAPbI3单晶在0.3至0.4GPa发生了由四方相到立方相的结构转变，在大约3GPa发生了等结构相变。本工作揭示了压力对三维钙钛矿MAPbI3载流子输运的影响，并为利用压力来调节或优化钙钛矿的光电特性提供了新思路。　　相关研究成果以“Excellent Carrier Transport Property of Hybrid Perovskites Sustained under High Pressures”为题，于近日发表在《美国化学会能源快报》（ACS Energy Letters）上。该工作的第一作者是大连化物所1110组联合培养博士研究生尹延峰。上述工作得到国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等项目的支持。　　文章链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02359

目前，纳米材料已经被日益广泛地应用在电子、光电、生物电子、传感以及能源等领域的各种器件中。因此，理解和表征纳米材料的电学性能不仅是基础科学研究的兴趣所在，也是实现其广泛实用化的迫切需求。但是，传统的场效应晶体管(field-effect transistor, FET)方法在纳米材料电学性能的表征中遭遇到器件制备过程复杂、材料-电极欧姆接触不易实现以及检测通量较低等问题。　　中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员陈立桅课题组与合作者共同发展了一种名为介电力显微术(dielectric force microscopy, DFM)的新型功能成像技术来解决上述难题。相关综述发表于近期的Accounts of Chemical Research 期刊(Accounts of Chemical Research 48:1788 (2015) )。　　半导体和金属材料对于外部电场介电响应的主要贡献来自于载流子迁移引起的宏观极化。因此，材料中的载流子浓度及其迁移率既决定了该材料的介电响应也决定了它的电导率。借助于扫描探针技术对微小作用力的超灵敏检测(~pN)，DFM通过测量材料的诱导偶极与针尖上的电荷之间的相互作用力来表征纳米材料的介电响应。此成像模式无需电极接触即可“看”到纳米材料中的载流子(图a)。以单壁碳纳米管(直径~1nm)和氧化锌纳米线(直径~30-50nm)作为研究模型，DFM成功地实现了对纳米材料介电常数的测量(Nano Letters 7:2729 (2007))、半导体与金属导电性的分辨(Nano Letters 9:1668 (2009))以及半导体材料中载流子类型的判定(Journal of Physical Chemistry C 116:7158 (2012))(图e-g)。更为有趣的是，DFM展现出传统FET方法无法实现的~20nm 的空间分辨率。　　此外，陈立桅与合作者通过比对同一单壁碳管的DFM与FET测量结果，证实了DFM与FET互为平行测量手段(Nano Research 7:1623 (2014))。相关研究结果揭示了DFM信号的门控调制比(DFM信号在不同门电压下的比值)正比于FET器件开关比的对数(图b)。这个半对数关系得到微观层面的Drude模型的解释和证实(图c)。这一模型将对未来DFM技术在不同材料与器件体系中的应用提供一个理论框架。　　在纳米材料电学性质测量领域中，由斯坦福大学教授沈志勋(Zhi-Xun Shen)开发的扫描近场微波显微术(scanning near-field microwave microscopy)具有与DFM类似的特性与功能(Review of Scientific Instruments 79:063703 (2008))。扫描近场微波显微术与DFM均具有无接触测量和纳米尺度空间分辨率等特性。不同的是，扫描近场微波显微术和DFM分别测量材料的高频和低频介电性质。DFM无需昂贵的高频网络分析器和特制的扫描探针，因而便于应用在多种复杂成像环境中。DFM这一成像模式可能在未来的基础研究与工业在线监测领域获得广泛应用。　　相关系列工作由国家自然科学基金、中科院先导专项计划、江苏省自然科学基金、美国化学会石油研究基金会和苏州纳米科技协同创新中心提供资助。　　图：(a)DFM二次扫描模式示意图。(b)DFM门控比与FET器件开关比之间的半对数关联性。(c)DFM信号与载流子浓度和迁移率依赖性的数值模拟结果。DFM纳米尺度空间分辨率展示：内部具有金属-半导体结的单壁碳管的形貌像(d)和介电响应像(e-g)。

世界精密测量仪器的生产商TSI公司宣布了其新一代MacroIMS高分子离子迁移率谱仪的上市。 MacroIMS高分子离子迁移率谱仪3982是一款全新的可快速测量高分子的分子量和粒径的仪器，并具有非常高的分辨率。MacroIMS高分子离子迁移率谱仪系统是由来自TSI公司的纳米颗粒分析核心技术中发展而来，经过验证，该系统可用于各种生化分析，包括抗体聚合、脂蛋白、病毒、疫苗、类病毒颗粒、聚合物以及纳米颗粒胶体等。 这款新一代的产品具有许多上一代产品所不具有的独特优势，例如通过直接与LC泵和自动取样器相连，新产品能够实现自动分析；并采用了软X射线电离技术，摆脱了为实现电荷中和需要使用放射源的缺陷；而且该设备可自动发现组分；它具有更快的扫描速度，并配备了基于色谱分析的具有扩展分析工具的软件。 TSI公司高级全球产品经理Erik Willis先生说，“这款MacroIMS高分子离子迁移率谱仪的优势就在于它能够分析那些对质谱仪来说粒径过大的高分子和纳米粒子，而且具有光散监测仪所无法达到的高测量精度和分辨率。这款MacroIMS高分子离子迁移率谱仪是对液态色谱分析、场流分析、AUC分离以及质谱分析的有力补充。” 如果您想了解更多信息或寄送样品至本公司进行分析，请点击http://www.tsi.com/Products/Macromolecule-Analyzers/Other/MacroIMS-Macroion-Mobility-Spectrometer-3982.aspx。

p 　　 strong 来自Testa Analytical Solutions e.K的NanoBrook ZetaPALS是一种使用相位分析光散射方法的高度精确和易于使用的Zeta电位分析仪。 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/74322ba6-017d-419d-988b-a6b3f373457c.jpg" title=" Nanobrook ZetaPALS.jpg" width=" 500" height=" 347" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 500px height: 347px " / /strong /p p 　　基于相位分析光散射(PALS)原理，Nanobrook ZetaPALS被设计用于测量电泳迁移率。Testa analysis公司的Nanobrook ZetaPALS提供了一个优异的平台，用于测定盐浓度低于75毫摩尔离子强度水中的纳米颗粒和胶体的zeta电位。 /p p 　　这种创新性的仪器被设计用来消除其他zeta电位仪器固有的缺陷。利用PALS配置，NanoBrook ZetaPALS可被用来测量比传统的激光多普勒电泳系统低3个数量级的迁移率。NanoBrook ZetaPALS可以在几秒钟内测量完整的电泳迁移率分布。 /p p 　　Nanobrook ZetaPALS独特的单元配置消除了电渗效应，因此不需要固定水平、对齐或校准。运用低成本，一次性样品单元，不需要组装或维护，消除了样品交叉污染的可能性。 /p p 　　NanoBrook Zeta的软件很简单，但操作起来非常直观，同时为希望进行更复杂实验的科学家们提供了高级功能。 /p

精确测量仪器领域的全球领导者TSI公司宣布推出该款新型1nm Scanning Mobility Particle Sizer（SMPS）扫描电迁移率粒径谱仪。 TSI的SMPS扫描电迁移率粒径谱仪被广泛应用于测量1微米以下的气溶胶粒径分布的标准。和3777型纳米增强仪和3086型差分静电迁移率分析仪配套使用，SMPS粒径谱仪能够测量纳米的粒径范围扩展至1nm。 当整合到SMPS扫描电迁移率粒径谱仪中后,3777型1nm纳米增强仪让研究者能够以高分辨率并且快速地测量纳米级气溶胶的数量浓度和粒径。3777型纳米增强仪，和TSI的3086型 1nm-DMA差分静电迁移率分析仪已经被最优化，能够将散逸损失降至最低，且能够和SMPS粒径谱仪整合，测量1nm到50nm的粒径，并且能够与3081A型长差分静电迁移率分析仪配套使用测量1nm到1 μm的粒径。 “该款1nm 凝聚粒子计数器让研究者能够在气体到颗粒转换过程边界进行测量，”TSI颗粒物测量仪器的高级全球产品经理Jürgen Spielvogel如是说。应用包括材料科学研究、大气和气候研究、基础气溶胶研究、颗粒物成核与生长研究以及其他各类研究。关于TSI公司TSI公司研究、确定和解决各种测量问题，为全球市场服务。作为精密仪器设计和生产的行业领导者，TSI与世界各地的科研机构和客户合作，确立与气溶胶科学、气流、健康和安全、室内空气质量、流体力学及生物危害检测有关的测量标准。TSI总部位于美国，在欧洲和亚洲设有代表处，在其服务的全球各个市场建立了机构。每天，我们专业的员工都在把科研成果转化成现实。

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜（SUEM）与超快阴极荧光（TRCL）多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm，SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps，各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓（n-GaAs）半导体中的光生载流子的复杂动力学过程，结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为，全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白，为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台，将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”（一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜）为题，发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程，例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输，抑制载流子的复合，而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合，抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处，且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级，因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用，尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前，研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜（TAM）及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜（NOSM）、时间分辨阴极荧光（TRPL）、时间分辨光发射电子显微镜（TR-PEEM）等。然而，光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率，并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息，很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献，且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此，为了全面表征半导体材料的载流子动力学，特别是表/界面载流子的动力学，亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。（a）超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 （b）传统模式下锡球标样的SEM图 （c）和（d）不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像，表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量，其空间分辨率优于10 nm。（e）初始红外飞秒激光脉冲的脉宽；（f）超快扫描电子成像的时间分辨率测试，其仪器相应函数（IRF）大约为500 fs；（g）超快阴极荧光探测的时间分辨率测试，其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展，超快扫描电子显微镜（SUEM）和超快阴极荧光（TRCL）技术也迅速兴起，两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理，用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子，另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号，使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性，能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子（电子和空穴）的时空演化动力学进行成像。然而，该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光，用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量，具有能量敏感特性，且信号绝大部分来源于材料体内，可直接反映载流子的辐射复合行为。因此，SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补，将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此，付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合，研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统（如图1示意图和图2实物图所示），实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。（a）n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像；（b）从图（a）中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数；（c）表面载流子的空间分布随时间的演化；（d）从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱；（e）和（g）在图（a）的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像；（f）和（h）分别从（e）和（g）中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势，该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示，SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应，飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像，提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数；同时通过计算表面空穴分布的均方根位移，揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命，不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异，还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响，展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者，南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202400633

中国科学技术大学王亮教授和韩正甫教授课题组研发的InGaAs单行载流子探测器芯片取得重大进展。该研究团队通过设计优化表面等离激元结构，开发成功低暗计数、高响应度、高带宽的单行载流子探测器芯片，为近红外探测器性能提升提供了开创性的方法，相关研究成果以“Plasmonic Resonance Enhanced Low Dark Current and High-Speed InP/InGaAs Uni-Traveling-Carrier Photodiode”为题，发表在电子工程技术领域的知名期刊ACS Applied Electrical上。 　　基于等离基元结构的InGaAs材料的单行载流子探测器芯片具有极高带宽，低暗电流和高响应度，为近红外高速垂直光电二极管的设计提供了一种新型的方法。为应用于数据中心的光接收模块提供了核心芯片，突破未来更高速光模块开发的关键硬件技术壁垒 　　王亮教授研究团队通过调整MOCVD的温度、V/III比、掺杂浓度等生长参数实现低缺陷密度和高掺杂精度的外延结构生长。在单行载流子器件结构的基础上提出并设计了新型的表面等离激元增强单行载流子探测器，利用光在金属表面的局域表面等离激元效应，增强吸收区对于光信号的吸收。研究团队的所制造的器件具有0.12A/W的高响应度，在-3 V偏压下具有2.52 nA的暗电流，当芯片结区面积小于100 μm2时3dB带宽超过40 GHz。相比于同类器件，响应度增强了147%，具备更高的信噪比，为高速光互联网络提供优质国产化芯片。 图1表面等离激元增强单行载流子探测器示意图 　　中国科学技术大学光学与光学工程系王亮教授为该论文的通讯作者，博士研究生张博健为该论文的第一作者。本项研究得到国家科技部、国家自然科学基金和安徽省科技厅的资助，也得到了中国科大物理学院、中国电子科技集团第13研究所、中国科大微纳研究与制造中心、中国科学院量子信息重点实验室的支持。

近日，2021年第四届低维材料应用与标准研讨会（简称：LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。会议吸引了低维材料与器件相关领域的400余名专家学者与企业代表出席，云端参会人数超过1万人。会议同期举办5个不同主题的分会场，仪器信息网编辑对“第3分论坛：低维材料测试与表征”进行了跟踪报道。该会场共安排了8个特邀报告和6个青年报告，相继由北京大学特聘研究员张青、华东师范大学通信与电子工程学院副院长吴幸、国防科技大学研究员江天主持；内容精彩纷呈，得到与会观众的高度关注。报告题目：《单根碳纳米管纳米光谱学表征技术》北京大学 刘灿（代讲）当前，随着芯片集成度的不断提高，摩尔定律难以持续，硅基器件的运行速度和性 能难有突破性进展，开发全新的量子材料体系以实现变革性的新型器件已成为当前科技激烈竞争的焦点。 其中，碳纳米管具有优异的结构稳定性、极高的电子迁移率、1 nm量级的特征尺寸，被证明为是替代硅的核心备选电子材料之一。由于碳纳米管种类繁多且性质高度依赖于其手性结构，快速、精确表征碳纳米管的结构与性质成为其器件规模化的重要前提。报告主要介绍了刘开辉教授团队在单个碳纳米管水平的纳米光谱学表征系统搭建以及碳纳米管手性结构与光学性质的直接对应关系等方面的系列研究进展。报告题目：《器件可靠性的原位透射电子显微学研究》华东师范大学通信与电子工程学院副院长 吴幸低功耗非易失性存储器是信息存储领域的重要组成部分，其工作可靠性问题是目前研究 的热点之一。随着“后摩尔时代”的到来，技术节点向亚5纳米逐步迫近，器件的特征尺寸已经触及到物理规律的极限。传统的电学表征工具不能满足原子尺度下的高精度研究，需要采用表征器件微观结构与成分动态变化的有效工具和技术。透射电子显微镜（TEM）具备更高的空间、能量、时间分辨率，并且能够实现多场耦合，与不同的原位样品杆结合（如热、电、机械、光学和磁场），能够进一步实时观察非易失性存储器在不同外场环境下的读写行为和结构动态演变过程。报告重点介绍了原位TEM应用于多种非易失性存储器的存储机制与封装可靠性的最新研究进展，并展望其未来的研究设计与发展方向。 报告题目：《低维半导体器件中的光与物质相互作用》国防科技大学研究员 江天低维半导体及其异质结构的兴起为新型高性能可见、红外、太赫兹光电子器件的发展带来了巨大的契机，展示出了颠覆性的应用潜能。近些年，江天研究员团队从探索低维半导体器件中光与物质相互作用的新机理角度出发，利用时间分辨的显微吸收光谱和太赫兹光谱探测技术，研究了几类典型高效低维异质器件中超快光耦合及其随后的光生载流子的动力学过程，取得了一系列进展，为实现拓扑材料自旋太赫兹发射提供了新的可能，为实现高效率的光伏器件提供了理论基础，为实现高灵敏的光电探测器件提供了新的设计途径。报告题目：《弯曲石墨烯超晶格中平带和相关态的证据》中国科学院大学副教授 姜宇航二维（2D）原子晶体可以根据外部影响（如衬底取向或应变）从根本上改变其性质，从而在电子结构方面产生本质上新的材料。一个显著的例子是在双层石墨烯中为两层取向之间的某些“神奇”扭曲角创造了平带。报告讨论了一种不涉及微调的创建平坦频带的替代方法。利用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）以及数值模拟，证明了放置在不同衬底上的石墨烯单分子膜可以被迫经历屈曲转变，从而产生周期性调制的伪磁场，这又创造了一种具有扁平电子带的后石墨烯材料。通过静电掺杂将费米能级带入这些平带中，可观察到态密度(DOS)中出现一种伪类似耗尽的现象，这标志着相关态的出现。所描述的二维晶体屈曲方法为创建其他超晶格系统，特别是探索具有平带特征的相互作用现象提供了一种策略。报告题目：《新型二维材料 PdSe2 的光学特性及其应用》中南大学特聘教授 刘艳平迄今问世的绝大多数二维晶体是六边形晶格，例如石墨烯、过渡金属二硫族化合物和黑磷。根据此前的理论预测，存在一系列由五角形晶格构成的二维晶体材料。二硒化钯(PdSe2)具有很强的层间耦合和褶皱的五边形结构，这种独特的结构导致其具有非同寻常的层相关电子结构以及高度各向异性的面内光学和电子特性。刘艳平教授团队通过偏振分辨吸收光谱法在这种材料中首次实现了线性二色性转换行为，并探讨了这种新型二维材料在光电探测器中的应用。报告题目：《一维半导体纳米线激子极化激元物性研究》北京大学特聘研究员 张青半导体微腔激子极化激元作为激子与光子强相互作用下杂化形成的准粒子，既具有激子部分的非线性效应，同时又保留了光子部分的大多数特性，在低阈值光源、光逻辑器件和新兴量子应用等方面极富潜力。卤化物钙钛矿半导体兼具无机和有机半导体的特性，其较大的激子结合能、高光吸收系数、可见光区域波长可调、长载流子传输距离、高缺陷容忍度、兼容低温液相制备工艺等优点，使其成为近年来新兴的室温激子极化激元基础与应用研究理想材料。报告介绍了张青团队在钙钛矿微腔中激子极化激元性质及其在低阈值激光应用方面的研究进展。报告题目：《低维材料缺陷光物理与太赫兹应用》东南大学教授 吕俊鹏（代讲）低维材料中的光致载流子动力学是一个超快时间尺度上发生的复杂过程，其中载流子的产生、分离、束缚、输运、弛豫以及复合等过程会直接影响器件的光电转换效率和响应速度。而在低维材料中存在着大量缺陷，这些缺陷作为束缚和复合中心会影响光致载流子的寿命和复合效率，作为散射中心则会大大影响载流子的迁移率。南京师范大学刘宏微教授利用激光光谱技术分析低维材料中缺陷态对载流子动力学的影响，并且通过激光辐照等方式对缺陷态进行有目的的调控；并基于对低维材料的太赫兹频段的性质表征，设计了功能化微纳结构，制备了光场调制器，实现了对太赫兹光场的深度调控。报告题目：《原子层 NbSe2的电荷密度波阵列及自旋极化特征》北京理工大学副教授 刘立巍基于电荷密度波、量子自旋液体、莫特绝缘相等新奇效应构建的纳米器件（例如离子场效应晶体管、电压振荡器、超快开关或存储器）在下一代纳电子学中具有广阔的应用潜力。刘立巍教授团队通过分子束外延技术构筑出高质量的单层1T-NbSe2纳米岛，并测量和分析其莫特绝缘相、电荷密度波和自旋极化的关联效应，其研究发现为研究二维面内自旋序，量子自旋液体等新奇量子材料的效应提供了崭新的平台。青年论坛掠影

离子迁移谱（Ion mobility spectrometry, IMS）是一种在电场作用下通过离子在中性气体中迁移从而实现离子分离与检测的技术。IMS发展至今已具有三大技术优势：首先，IMS 可与电离效率较高的大气压化学电离源联用，获得 ppt 量级的检测限；其次，IMS 分析可在 ms 量级完成，且与色谱、质谱分离相正交；再次，离子迁移率 K 与离子形状、尺寸等结构信息直接相关。基于前两种优势，IMS 被广泛用于化学战剂、爆炸物、毒品及危化品的现场快速检测中，并发展成为一种主流核心技术。然而，离子迁移谱技术研究领域一直面临着如何实现离子迁移谱分辨能力提高的同时，不损失其对不同离子检测灵敏度的这一重要挑战。为此，金铠仪器（大连）股份有限公司与中国科学院大连化学物理研究所长期开展合作，成立质谱发展事业部，开展离子迁移谱研发工作，先后攻克了非放射性电离源，无离子歧视的TPG构型离子门等全自主技术。基于TPG构型离子门，通过提高离子迁移谱内部迁移电场的强度并降低离子门开门时间，将离子迁移谱的分辨能力提高到超过100，同时保持了不同离子的灵敏度。该技术成功解决了不同溶剂对TATP识别的干扰问题，提高商品化离子迁移谱仪器识别TATP的准确性，降低仪器的误报率。金铠仪器 高精度连续在线测NH3仪金铠仪器基于离子迁移谱技术研制的高精度在线测NH3仪，具有灵敏度高、检测快速、结构简单、操作方便等特点，可用于大气环境、工业污染源、高纯气体以及材料释放NH3的高精度在线监测。中科院大气物理所应用场景大气环境联合观测实验青岛联合观测站氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径，作为燃料的氢气，其纯度和所含杂质的含量，对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重大影响。将其分为有毒性杂质（总硫、CO、HCHO、HCOOH、总卤化物、NH3）和其他杂质（O2、He、Ｎ2、Ar、总烃、CO2、H2O、颗粒物）。离子迁移谱也可用于同时检测氢气中的硫化物，甲醛，甲酸，NH3杂质。离子迁移谱技术展望：（1）离子迁移谱高频测量应用离子迁移谱的测量速度极高，可在 10 ms 内完成一个测量周期，最高测量频率可达 100 Hz，在需要高频测量的应用中具有良好的发展前景。例如，大气环境中，涡传输的时间尺度范围较大，可从 0.1 秒到数小时， 只有使用测量频率在 10 Hz 以上的仪器才能捕集大气中绝大多数的涡，并监测其中的化合物。离子迁移谱技术的测量频率远高于 10 Hz，因此，在大气涡相关计算污染物通量方面具有广阔的发展前景。（2）多种化合物同时精确定量离子迁移谱同时测量多种化合物时，因其反应不为一级动力学反应，谱峰的强度不与化合物的浓度呈正比例关系，使其定量应用受限。因此，发展离子迁移谱测量多种化合物的精准定量为离子迁移谱发展的一个方向。（3）固定点危化物泄露预警应用离子迁移谱对化合物的测量速度较快、灵敏度高，可对极低剂量危化物的泄露快速测量，可用于固定点危化物泄露预警。（4）离子迁移谱技术与其它技术联用离子迁移谱技术与其它快速分析手段联用，例如质谱，可以保留高分析速度的能力下，极大提高分析方法的峰容量，提高仪器的定性识别能力；降低化学背景，提升灵敏度和定量范围。并且可利用离子迁移率与离子结构信息之间（m/z）的关系区分同分异构体等。 本文来源：金铠仪器（大连）股份有限公司

C230H氧气透过率测试系统——本产品基于库仑氧气分析传感器和等压法测试原理，参照ASTM D3985标准设计制造，为高、中气体阻隔性材料提供高精度和高效率的氧气透过率检测试验。适用于食品、药品、医疗器械、日用化学、光伏电子等领域的薄膜、片材、包装件及相关材料的氧气透过性能测试。产品优势：只为精准——先进流体力学和热力学设计的专利测试集成块；空间立体恒温技术；独立监测各腔测试情况的温湿度传感器；高效合规——同时测试3个相同试样，符合平行试验的标准要求；支持同一条件下3个不同试样测试；节省人力——自动温度、湿度控制；简便易用——搭载Windows10系统的12寸触控平板操作；快速自动测试；自动数据管理的DataShieldTM数据盾系统；产品特点：1、新一代先进测试集成块——先进热力学和流体力学分析设计的专利三腔一体测试集成块结构，大幅缩小三腔之间温度、湿度和流量差异。支持三个相同或不同试样的同步测试。2、自动温度、湿度控制——设备内部温度、湿度自动调节。测试腔各自安装温湿度传感器监测温湿度情况，控制测试过程更加精准。3、易用高效的系统功能——搭载高性能处理器和Windows10操作系统，通用各种软件和设备；自动测试模式，不需人工调整快速获得精确结果；专业测试模式，提供了灵活丰富的仪器控制功能，满足个性化科研需要；独有DataShieldTM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接4、入第三方软件。先进的用户服务意识——坚持以用户为中心的服务理念使Labthink造就了成熟的产品定制系统流程，可以提供灵活周到的个性化定制服务。测试原理：将预先处理好的试样夹紧于测试腔之间，氧气或空气在薄膜的一侧流动，高纯氮气在薄膜的另一侧流动，氧分子穿过薄膜扩散到另一侧中的高纯氮气中，被流动的氮气携带至传感器，通过对传感器测量到的氧气浓度进行分析，计算出氧气透过率等结果；对于包装件而言，高纯氮气则在包装件内流动，空气或氧气包围在包装件外侧。参照标准：ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003-2015技术参数：测试范围：0.01～200cm3/(m2day) (标准)；0.0007～12.9cc/(100in2day)；0.00005～1cm3/(pkgday)(包)分辨率：0.001cm3/(m2day)重复性：0.01cm3/(m2day)或2%，取大者测试温度：10～55℃±0.2℃测试湿度：0%RH，5%RH～90%RH±1%RH，100%RH附加功能：包装件测试(最大3L)：可选DataShieldTM数据盾：可选GMP计算机系统要求：可选CFR21 Part11：可选技术规格：测试腔：3样品尺寸：108mm×108mm样品厚度：≤3mm标准测试面积：50cm2载气规格：99.999%高纯氮气（气源用户自备）气源压力：≥0.28MPa/40.6psi接口尺寸：1/8 英寸金属管创新点：C230H氧气透过率测试系统基于库仑氧气分析传感器和等压法测试原理，参照ASTM D3985标准设计制造，为高、中气体阻隔性材料提供高精度和高效率的氧气透过率检测试验。 创新技术特点： （1）新一代先进测试集成块——先进热力学和流体力学分析设计的专利三腔一体测试集成块结构，大幅缩小三腔之间温度、湿度和流量差异。支持三个相同或不同试样的同步测试。 （2）搭载Windows10系统的12寸触控平板操作；快速自动测试；自动数据管理的DataShieldTM数据盾系统； 高精度C230H氧气透过率测试仪

仪器信息网讯 在第六届上海慕尼黑生化展中，HORIBA推出了最新的高精度荧光寿命测试系统DeltaPro。 高精度荧光寿命测试系统DeltaPro 　　该款仪器采用模块化设计，具有超宽荧光寿命测试范围(25ps-1s)，可以满足荧光、磷光寿命测定要求；配备多种脉冲半导体光源，包括DeltaDiode、NanoLED和SpectraLED，用户可以根据自己的需求选择不同的光源；其中，最新设计DeltaHub计时模块，死时间极短(10ns)，无需再校准；另外，大样品仓设计可加载搅拌和控温装置；皮秒检测模块标准配置为250-850nm，可升级至1700nm。 　　据介绍， HORIBA一直致力于荧光光谱仪的研发和销售，相继推出了Flurolog-3模块化荧光光谱仪、NanoLog红外荧光快速测量系统、FluroMax-4紧凑型荧光光谱仪、FluroCube荧光寿命光谱仪、Tempro荧光寿命测量单元、DeltaPro高精度荧光寿命测试系统、DynaMyc荧光寿命成像显微镜等。并且也一直在积极的推进相关应用标准的制定工作。

近日，国务院印发了《推动大规模设备更新和消费品依旧换新行动方案》，要求“到2027年，工业、农业、建筑、交通、教育、文旅、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上”。在设备实施更新行动中，更明确指出：推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。Quantum Design中国积极响应政策要求，提供世界范围内全新优质设备以及全面升级的技术解决方案，助力本次更新行动更加顺畅、高效的进行！低温物理Lake Shore低温探针台系列（NEW）主要用于电学、磁学、微波、THz、光学等多种测量，可以根据客户需要，选择不同的温度和磁场配置。Lake Shore 新型M81-SSM同步源测量系统（NEW）M81-SSM（同步源和测量）系统消除了多种特定功能仪器安装的复杂性，一台仪表可提供源、测量和锁相功能，可进行各种高精度的电学测量功能。Lake Shore 全新M91快速霍尔测试仪（NEW）采用全新的FastHall测量专利技术，在测量过程中无需翻转磁场，尤其是在使用强磁场超导磁体或测量极低迁移率材料时，可以实现更快、更精确的测量。Lake Shore霍尔效应测试系统（NEW）通过不同测试选件，可以选择15 K至1273 K温度环境，测量0.5 µ Ω~200 GΩ的电阻，确定载流子浓度和载流子迁移率与温度的关系等。最新一代磁学测量系统MPMS3可进行电学和各种磁学测量，测量快速方便，磁测量精度维持10-8emu顶尖水平。全新一代完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool提供9、12、14T多种型号超导磁体，无缝衔接50mK稀释制冷机，提供电学、磁学、热学多种测量方案。多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统低温强磁场，兼顾VSM、各向异性磁阻测试，铁磁共振测试等。全新一代低温强磁场拉曼显微镜（NEW）极低温强磁场Raman扫描成像；0.12 nm极低震动；1.65K-300K，9T-12T&矢量磁场。attoDRY 新型低温强磁场无液氦扫描探针显微镜系统无液氦超低震动（0.12 nm）；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场；兼容MFM/CFM/RAMAN/NV色心等模式测量。attoDRY2100无液氦低温强磁场CFM系统0.12 nm极低震动；1.65K-300K，9T-12T&矢量磁场，配备各种低温消色差物镜，NA大于0.8。全新低温强磁场原子力/磁力/扫描霍尔显微镜20-50 nm空间分辨率；无液氦超低震动（0.12 nm）；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场。无液氦低温STM/qPlus显微镜系统无液氦低温10K AFM/qPlusAFM系统；全温区实现原子级分辨图像；与UFO腔体/MBE/PLD/LEED/APERS真空互联。低温强磁场磁共振显微镜极低温强磁场下的NV色心测量；无液氦超低震动；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场；集成低温物镜。低温光学新型10K低温s-SNOM&nano-FTIR系统10K全自动干式高真空低温恒温器；10 nm空间分辨 s-SNOM和nano-FTIR；兼容红外到THz波段光源。超精准全开放强磁场低温光学研究平台 Opticool兼具7T磁场、1.7K低温、超低震动、自由光路、近工作距离，可进行MOKE、RMCD、Raman、PL等光谱测量。全新系列Janis低温恒温器（NEW）Janis提供多种多样的低温恒温器，最低温度至1.5K，大范围的样品温度能适用于大部分的科研实验。根据不同需求，可以选择样品处于真空环境或交换气体环境中。超精细多功能无液氦低温光学恒温器5 nm超低震动，10 mK温度稳定性，自由光路，大数值孔径，电学通道，配置灵活。材料表征新型台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES（NEW）XAFS和XES两种测量模式；常规实验室环境使用, 无需同步辐射光源 集成各种原位反应池。新一代台式高精度易用型X射线单晶定向系统 （NEW）用于晶体定向测试，操作简单，测试快速，配备六轴样品台。新型小而轻的便携式X射线残余应力分析仪单角度一次入射，快速、准确获得残余应力。新型塞贝克系数/电阻测量系统热电材料性能评价的经典设备。全新一代热电转换效率测量系统最大温差500℃，测试热电器件的转换效率/发电量。小型热电转换效率测量系统适用于小模块热电器件的测量，可测单一样品。Lake Shore全新一代振动样品磁强计（NEW）全新一代的8600系列VSM，具有超高的灵敏度和超快的采集速度，可以满足各类磁学测量。产品设计方面也进行了升级，软件功能更强大，设备操作更简单。全新磁光克尔效应系统10-12emu灵敏度，单条回线1s内可以获得，适合微区磁滞回线和磁畴观测。石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统（NEW）大圆晶样品非接触无损测量；载流子迁移率, 散射时间, 浓度分析；电导率和电阻率分析。表面成像全新AFM/SEM原位联用多功能显微镜-FusionScope（NEW）集成多种AFM、SEM和EDS功能，实现材料二维和三维的形貌、成分分析、力学性能、电学性能，磁学性能表征。新型低电压台式透射电子显微镜-LVEM55kV加速电压，多种成像模式；高亮度、高对比度、体积小巧；操作简单，维护成本极低。小型低电压透射电子显微镜-LVEM25E10-25kV加速电压，多种成像模式，配有EDS；高亮度、高对比度、分辨率高；操作简单，维护成本极低。nGauge便携式芯片原子力显微镜（NEW）小巧易用，三次鼠标点击可得到纳米级形貌，性价比高，满足各类样品纳米尺度快速表征的需要。光谱表征新型非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统500 nm分辨红外和拉曼显微成像；无损反射式测量+透射测量；红外+拉曼同步测量。全新一代纳米空间分辨超快光谱和成像系统（NEW）超高空间分辨和时间分辨同时实现探测；空间分辨率20-50 nm，Pump光源时间分辨可达50 fs。新型10nm分辨散射式近场光学显微镜10 nm空间分辨率近场光学成像与光谱测量；特殊高阶解调背景压缩技术，兼容可见光、红外、超快和太赫兹。THz-SNMO太赫兹近场光学显微镜实现纳米级THz成像和光谱学测量；兼容宽带和单频THz信号 ；复杂材料中的电学测量。新型纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR10 nm空间分辨率的纳米傅里叶变换红外光谱；灵敏度高，适应于有机、生物、化学等材料高精度鉴别。新型全共线多功能超快光谱仪（NEW）一套设备、一束激光实现三种超快光谱探测：瞬态吸收光谱TAS、相干拉曼光谱ISRS、多维相干光谱MDCS。样品制备与微纳加工小型台式无掩模光刻机Microwriter无需掩膜板，结构小巧紧凑；高分辨率（0.4 μm）；适应于MEMS、微流控、芯片等纳米结构制备。新一代高性能激光浮区法单晶炉（NEW）温度梯度优化方案，温度反馈控制，最高温度3000°C。3000℃新型高温高压光学浮区炉最高温度3000°C，最高压力300bar，可生长多种单晶样品。高精度光学浮区法单晶炉高效镀金椭球反射镜，占地面积小，操作简单。全新台式三维原子层沉积ALD系统多片基片/批量粉末制备；温度条件精确控制；小巧机身设计：75x56x28 cm。全新一代台式高性能多功能PVD薄膜制备系列（NEW）金属有机物热蒸发、磁控溅射、共溅射、反应溅射、配置灵活、功能齐全、智能控制。新型台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列（NEW）可快速制备石墨烯的小型CVD系统，最快30分钟即可完成整个过程，完备的智能、安全性设计。全新台式超精准二维材料等离子软刻蚀系统（NEW）超高精准刻蚀，可逐层刻蚀石墨烯，可制造面内缺陷，可对清洗石墨基材表面。新型离子辐照磁性精细调控系统Helium-S® （NEW）通过离子束工艺来调控薄膜和异质结构，可用于半导体工艺，以及MRAM、斯格明子，磁性隧道结等多种磁性研究。化学科学新型非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统500 nm分辨红外和拉曼显微成像；无损反射式测量+透射测量；红外+拉曼同步测量。新型台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES（NEW）XAFS和XES两种测量模式；常规实验室环境使用, 无需同步辐射光源 集成各种原位反应池。新型台式科研用无液氦核磁共振波谱仪高分辨率（0.32Hz）、高灵敏度（30:1）无液氦核磁，采用特殊先进的信号探测技术，可实现1H/13C/19F/23Na/29Si/31P/11B/7Li/119Sn等杂核探测。新型原位空间分辨催化反应器（NEW）原位即时空间分辨光谱（Operando Spectroscopy）对催化反应动力学监测，可视化测量物质在反应器不同位置的实时状态。新型纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR10 nm空间分辨率的纳米傅里叶变换红外光谱；灵敏度极高，适应于有机、生物、化学等材料高精度鉴别。

一台代表食品安全快速检测技术先进水平的离子迁移谱仪，在12月2日到4日上海举行的《2012第六届中国国际食品安全控制及检测仪器设备展览会》上亮相展出。 　　产品的现场演示尽显神奇：操作人员无论从待测的动物毛发、肌肉组织，还是从新鲜奶制品和蔬菜等农副产品中摄取微量样品，通过直接进样送进这台复印机大小的离子迁移谱仪，不到两分钟，机器就准确给出了所测物质中是否存在三聚氰胺、瘦肉精、农药残留等多种国家禁止使用的农药残留、非法添加和生物毒素等有害物质。 　　现场专业人士深入浅出的介绍，解开了离子迁移谱仪的神奇之谜。这种技术和设备的基本原理是：通过化学电离的不同物质，其所形成的离子的迁移率不同，根据不同的离子迁移率就能区分出不同的物质，从而完成对于不同有机化合物的测量。 　　离子迁移技术发明至今虽然已有将近30年的时间，但只是在最近几年才取得真正的进展并进入实用阶段，而上海矽感信息科技有限公司将离子迁移谱技术用于食品安全领域的快速检测和化学分析，在国内外尚属首例。近年来我国各地频发的食品安全事故严重危及广大人民群众的身体健康和生命安全，已引起党和政府高度重视，正在大力采取措施保障食品安全，而建立方便快捷、准确可靠的检测体系是其中基础一环。离子迁移谱技术产品的应用推广，将形成对现有监管手段和技术的有效补充，极大改善当今中国社会食品安全的监管状况，尤其是对县一级农产品风险评估和环境监测，对农产品生产的源头控制，大型农产品集散、批发和消费场所的食品安全监管有着广泛的市场应用前景。 　　据食品安全检测专家介绍，由于技术环境和产品条件的约束，我国现有的食品安全检测体系和技术手段呈现两极分化的态势：一是在快速检测领域，我们至今还在采用欧美发达国家60、70年代发明并且已经淘汰的快速检测卡、酶抑制免疫法等落后的检测技术，这些技术虽然价格较低，但检测精度也低 二是在计量检测领域，目前大部分设备都是属于实验室应用级的，日常运行和维护都需要特定的实验室，并且几乎所有的待检物品都需要对样品进行几小时至几十小时的预处理，检测费用也很高昂。 　　相比之下，离子迁移谱仪的优势尽显:可在生产现场实施检测，不需要对送检样品进行预处理，能对待测物质做到精确定性和相对定量，而全部检测时间缩短为分钟级。这些优势使得生产企业对食品安全的源头控制和消费者在购买安全食品时的现场筛选成为可能。与此同时，再配合现代二维码信息识别技术、互联网和数据库技术，对从“农田到餐桌”的整个食品供应链,包括原产地环节、食品加工环节、流通环节和销售终端环节进行全过程动态检测记录、标识和追溯，都具有了实际可操作性。 　　据了解，重庆、武汉等城市的企业或超市已开始试用离子迁移谱仪检测食品安全。

2009年7月7日讯，服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技发布了最新应用文章，指出科研人员在开发出提高实验室生产力的新技术、新方法方面取得又一重大进展。新开发方法依靠Thermo Scientific ITQ 700TM型气质联用系统提供的低检测限以及改良的QuEChERS法样品萃取技术，确保实验室分析科学家在不损失检测灵敏度的前提下，大大提高样品分析速度。该技术被认为具有旅程碑意义。赛默飞世尔科技最新应用文章《采用改良的QuEChERS样品萃取法以及离子阱气相色谱-多级质谱联用技术分析绿茶样品中农药多残留》(Multi-residue Pesticide Analysis in Green Tea by a Modified QuEChERS Extraction and Ion Trap GC/MSn Analysis)，该文详细的介绍了如何在采用改良的QuEChERS法样品萃取处理后，实现高精度、高可靠性的分析绿茶样品中农药多残留。应用文章的全文可以通过我们的网站www.thermo.com/gcfoodsafety 下载获取。 与以往所说的农药相比，如今所指的农药通常具有分子量较小、环境中会快速分解等特点。这就要求分析人员必须充分考虑好样品萃取处理以及仪器参数设置等实验条件，才有可能真正实现食品中农药残留的定性、定量分析。QuEChERS样品处理方法已于2007年1月被美国官方分析化学家协会(AOAC)公布为标准分析方法。该方法大大简化了水果、蔬菜、谷作物以及草药等样品中农药残留的分析测定。 该研究采用了Thermo Scientific FOCUS GC 气相色谱-ITQ700TM质谱联用系统，获得部分茶叶农作物中广泛使用的农药的分析线性范围、定量下限以及检测下限等实验数据。为了在配备ITQ 700TM质谱的气质联用系统上实现气相色谱-多级质谱分析的目的，要求严格根据QuEChERS样品处理方法要求进行大批量样品处理。进样分析前除去样品中咖啡因及多酚类干扰物质。实验采用了固定相为35%联苯/65% 二甲基聚硅氧烷的Thermo Scientific TRACE TR-Pesticide III型毛细管气相色谱柱，大大提高这些极性较大化合物的分离效果。 采用简单的不分流进样以及电子轰击离子化-反应离子监测模式(EI-MS/MS)实现对22种农药分析测定。分别在多个高浓度点以及低浓度点，采用标准品添加入空白基质实验考察验证分析方法的精密度。相比其他模式如全扫描模式(Full Scan)以及选择离子检测模式(SIM) ， MS/MS扫描模式在分析灵敏度方面有着极大的提高。ITQ 700TM质谱在MS/MS扫描模式下，通过碰撞诱导裂解,为每种待检农药提供完美的子离子质谱图数据。因其能够高效的过滤基质中干扰离子，可以在低浓度条件下提供更为精确的谱图数据。 欲了解Thermo Scientific GC/MS食品安全应用方面的更多信息，请登陆：www.thermo.com/gcfoodsafety Thermo Scientific为服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技的首要品牌。 欢迎访问食品安全专题：赛默飞世尔科技食品安全综合解决方案 欲了解更多食品安全讲座信息，请点击：赛默飞世尔科技09年食品安全巡回在线讲座 -------------------------------------------------------------------------------- 关于赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific，原热电公司） 赛默飞世尔科技 （Thermo Fisher Scientific)（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过105亿美元，拥有员工约3万4千人，在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com（英文）或www.thermo.com.cn（中文）。

石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统西班牙Das Nano公司成立于2012年，是一家提供高安全级别打印设备，太赫兹无损检测设备以及个人身份安全验证设备的高科技公司。ONYX是其在全球范围内推出的第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术，实现了从科研及到工业级的大面积石墨烯及二维材料的无损和高分辨，快速的电学性质测量，为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。与传统四探针测量法相比，ONYX无损测量样品质量空间分布与拉曼，AFM，SEM相比，ONYX能够快速表征超大面积样品背景介绍太赫兹辐射( T射线)通常指的是频率在0. 1～10THz、波长在30μm-3mm之间的电磁波，其波段在微波和红外之间，属于远红外和亚毫米波范畴。该频段是宏观经典理论向微观量子理论的过度区，也是电子学向光子学的过渡区。在20世纪80年代中期以前，由于缺乏有效的产生方法和探测手段，科学家对于该波段电磁辐射性质的了解和研究非常有限，在相当长的一段时期,很少有人问津。电磁波谱中的这一波段(如下图) ，以至于形成远红外和亚毫米波空白区,也就是太赫兹空白区（THz gap）。太赫兹波段显著的特点是能够穿透大多数介电材料（如塑料、陶瓷、药品、绝缘体、纺织品或木材），这为无损检测（NDT）开辟了一个可能的新世界。同时，许多材料在太赫兹频率上呈现出可识别的频率指纹特性，使得太赫兹波段能够实现对许多材料的定性和定量研究。太赫兹波的这两个特性结合在一起，使其成为一种全新的材料研究手段。而且其光子能量低，不会引起电离，可以做到真正的无损检测。 ONYX工作原理 ONYX是全球第一套实现石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料全面积无损表征的测量系统，能够满足测试面积从科研级（mm2）到晶元级（cm2）以及工业级（m2）的不同要求。与其他大面积样品的测量方法（如四探针法）相比，ONYX能够直观得到样品导电性能的空间分布。与拉曼、扫描电镜和透射电镜等微观方法相比，微米级的空间分辨率能够实现对大面积样品的快速表征。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱THz-TDS技术，产生皮秒量级的短脉太赫兹冲辐射。穿透性极强的太赫兹辐射穿透进样品达到各个界面，均会产生一个小反射波可以被探测器捕获，获得太赫兹脉冲的电场强度的时域波形。对太赫兹时域波形进行傅里叶变换,就可以得到太赫兹脉冲的频谱。分别测量通过试样前后(或直接从试样激发的)太赫兹脉冲波形,并对其频谱进行分析和处理,就可获得被测样品介电常数，吸收吸收以及载流子浓度等物理信息。再利用步进电机完成其扫描成像，得到其二维的电学测量结果。ONYX主要参数及特点样品大小: 10x10mm-200x200mm 全面的电导率和电阻率分析样品100%全覆盖测量最高分辨率：50μm完全非接触无损无需样品制备载流子迁移率, 散射时间, 浓度分析 可定制样品测量面积(m2量级)超快测量速度： 12cm2/min软件功能丰富，界面友好全自动操作图1 太赫兹光谱范围及信噪比ONYX主要功能→ 直流电导率（σDC）→ 载流子迁移率, μdrift→ 直流电阻率, RDC→ 载流子浓度, Ns→ 载流子散射时间，τsc→ 表面均匀性ONYX应用方向石墨烯材料：→ 单层/多层石墨烯 → 石墨烯溶液→ 掺杂石墨烯→ 石墨烯粉末→ 氧化石墨烯→ SiC外延石墨烯其他二维材料： → PEDOT→ Carbon Nanotubes→ ITO→ NbC→ IZO→ ALD-ZnO石墨烯光伏薄膜材料半导体薄膜电子器件PEDOT钨纳米线GaN颗粒Ag 纳米线ONYX测试数据1. 10x10mm CVD制备的石墨烯在不同分辨率下的电导率结果 2.10 x10mm CVD制备的石墨烯不同电学参数测量结果 3.利用ONYX测量ALD沉积在硅基底上的TiN电导率测量结果 ONYX发表文章1. P Bogild et al. Mapping the electrical properties of large-area graphene. 2D Mater. 4 (2017) 042003.2. S Fernández et al. Advanced Graphene-Based Transparent Conductive Electrodes for Photovoltaic Applications. Micromachines 2019, 10, 402.3. David M. A. Mackenzie et al. Quality assessment of terahertz time-domain spectroscopy transmission and reflection modes for graphene conductivity mapping. OPTICS EXPRESS 9220, Vol. 26, No. 7, 2 Apr 2018. 4. A Cultrera et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Scientific Reports , (2019) 9:10655.ONYX用户单位重要客户合作伙伴参与项目创新点：ONYX是第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备，采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术。与传统四探针测量法相比，ONYX无损测量样品质量空间分布；与拉曼，AFM，SEM相比，ONYX能够快速表征超大面积样品石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统

工欲善其事，必先利其器。仪器设备好比科学家的“千里眼、顺风耳”，现代科技前沿探索，越来越离不开高端仪器设备的帮助，没有它们，科研探索将会变得寸步难行。近年来，上海交通大学在新材料、新能源、生命科学、医学、先进制造等科研领域不断涌现出重大成果，这些成果的背后，几乎都有着分析测试中心的重要贡献。这个拥有300kV冷冻电镜、双球差透射电镜、700M液体核磁、飞行时间二次离子质谱仪等高端精密仪器的公共科研服务平台，正在校内外发挥着越来越重要的科研支撑作用。如今，上海交通大学分析测试中心迎来成立40周年。成立于1983年的上海交通大学分析测试中心，先后经过“211工程”“985工程”“双一流”等的连续大力投入，已成为国内高校一流的，一所集科研支撑、教学实践、社会服务为一体的综合性分析测试机构。分析测试中心的部分设备顶尖装备助力重大科学问题探索顶尖实验能力与顶尖实验设备，是世界一流大学科研服务平台的硬实力。分析测试中心作为校级大型仪器公共科研服务平台，下设五个仪器平台（电镜-影像中心，表面与性能分析平台，光谱、波谱、质谱平台，元素分析平台，冷冻电镜中心）、三个技术中心（新药创制技术中心，生物医学影像技术中心，模式动物技术中心），以及实验动物中心、张江公共仪器平台和病原微生物P2实验室。中心具备从皮米到厘米、从二维到四维的跨尺度多维度微区综合表征分析能力；具备材料应力及颗粒度分析、原子尺度的材料结构分析、生命及材料复杂样品制备等全流程的一站式技术服务能力；具备全面的多组学分析能力，可全面系统研究疾病、生理、微生物代谢、动植物代谢等生命活动发生发展规律，寻找潜在生物标志物；具备分析气体、液体、固体、聚合物等各种类型样本中目标有机物含量及纯度、表征有机物结构、分析未知物结构等分析能力；具备检出范围从超痕量至主含量的成分定量分析能力；具备空间分辨率从原子级到微米级的成分原位分析及成像能力。顶尖的分析测试能力极大地帮助了科研人员的前沿探索工作。一项又一项科学新发现、技术新发明在这里获得重要突破。化学化工学院崔勇教授团队完成的“手性金属-有机多孔固体的设计构筑及性能研究”项目，荣获2020年国家自然科学二等奖，这项成果的获取离不开分析测试中心的单晶解析技术支持。化学化工学院邱惠斌教授团队开发了一种在材料表面活性生长嵌段共聚物胶束刷的方法，其密度、长度和壳层化学等均能被精确调控，通过后修饰还能引入各种功能分子或纳米粒子，在催化和传感等领域具有广阔的应用前景。该成果2019年发表于Science杂志。分析测试中心电镜-影像中心的技术团队为他们实现胶束刷定量设计和控制优化提供了关键数据。机械与动力工程学院前瞻交叉研究中心钱小石教授是颠覆性制冷技术“电卡制冷”专家，这项新的制冷技术其温室气体直接排放量为零，有望发展为低碳高效的下一代制冷技术，是全球科研的一个热点。分析测试中心为钱小石团队的研究提供了极大助力。分析测试中心的电镜表征技术团队与钱小石团队的师生们利用冷冻超薄切片技术、低温透射电镜成像技术和高通量扫描电镜极高清成像技术有效地解决了样品的辐照损伤问题，获得了高质量的原位结构信息，为进一步深入研究奠定了坚实基础。近两年，他们的研究工作发表于Nature(2篇)、Science(2篇)等高水平学术刊物，并获多项国家专利授权。上海交通大学分析测试中心成立40周年暨高校公共仪器平台战略发展研讨会现场 （胡思华摄）锚定三个“第一”，提供“分析测试—交大方案”作为上海交通大学的公共科研服务平台，中心秉持“质量第一、技术第一、服务第一”的理念。中心的一项重要使命，是为复杂交叉的综合性科研问题与极具成果转化前景的科研项目提供可靠的“分析测试—交大方案”。中心有一批学历背景好的实验技术人员，他们不断开发新方法，解决测试难点，为科研项目提供了更优质的“全过程”解决方案、更高效的“一站式”科研服务。材料科学与工程学院的韩礼元、杨旭东两位教授是研究太阳能电池的专家，2019年至2022年，他们连续入选了科睿唯安ESI全球“高被引科学家”榜单。他们的科研团队是分析测试中心的“老用户”，长期使用中心的固体、液体核磁共振波谱仪、稳态/瞬态荧光光谱仪、红外光谱、拉曼光谱、紫外光谱和显微红外等设备，团队分析测试需求量大，技术要求复杂。为了解决钙钛矿材料空气敏感、测试过程中易变质、光密度对载流子有影响等技术难题，光谱技术团队对样品仓支架进行设计、改造、反复优化条件，建立了光通量/光强衰减与光密度关系曲线等测试方法，成功用于分析载流子动力学相关的载流子寿命、载流子迁移率研究。由于制备钙钛矿薄膜材料的前驱体反应活性高，结构复杂，对其进行分子级别的结构分析较为困难，核磁机组团队为他们制定了综合测试方案，为课题组钙钛矿型太阳能电池的研究工作提供了关键的分析技术支持。近现代混凝土结构建筑是一类特殊的文化遗产，科学性的保护与修复干预必不可少。设计学院杜骞老师团队经常使用分析测试中心多种仪器对历史建筑材料进行表征、解析，研究对象包含了张园、上海音乐厅、上海市工部局等历史建筑。但在分析混凝土构件中，研究团队遇到了混合材料难以直接分析的困难。分析测试中心元素分析平台的老师向他们推荐了最新的微区X射线荧光光谱分析技术，并制定了局部原位定量加高分辨成像扫描的分析方案，克服了常规分析方法不能直接分析混合物的难点，便捷高效地对混凝土构件进行元素定性、定量分析和成像分布分析，为历史建筑修缮提供了科学的数据支撑。注射用紫杉醇（白蛋白结合型）是乳腺癌、卵巢癌、肺癌等疾病的治疗用药，曾经主要依靠进口，每支售价约6000元人民币。国内某著名制药企业在上海交大分析测试中心的帮助下，成功仿制出这款药品，售价仅为每支780元。最初，药企提供的测试样品为液体，难以进行精确的分析。分析测试中心电镜-影像中心TEM机组团队用辉光放电仪对普通碳支持膜进行表面处理后，成功地解决了该问题。通过反复试验，形成了稳定的制样方案。然后利用透射电镜成像技术，得以更清晰地观察到仿制药颗粒内部的载药情况。最终，中心为该药企的仿制药出具了具有法律效力的CMA检测报告，为其产品上市提供了可靠的技术支持。近年来，分析测试中心围绕测试技术方法创新和仪器功能开发等方面主动开展研究，获得国家自然科学基金、上海市自然科学基金等国家级和省部级科研项目支持30余项，其他类型项目13项（校外），校内项目40余项（决策咨询课题31项，校内其他项目17项），参与制定标准7项，授权专利7项，并获得了多项国家或地方奖项。这些成果既是对中心发展的见证，又是对工作人员辛勤工作的回报。信息化赋能高效共享服务在信息化建设的浪潮中，上海交大分析测试中心一直走在全国高校前列。信息化管理作为支持大型仪器开放共享的重要手段，既可以让全校师生能更公平、便捷地使用仪器，也让仪器运维变得更有效率。师生用户可以通过中心门户网站、微信公众号、交我办APP等入口进入大型仪器设备共享系统，便捷地进行仪器预约。在优先保证校内师生使用的前提下，仪器设备设施也向全社会开放共享。共享系统的服务数据显示，目前分析测试中心已服务全校理、工、农、医等20个学院、11个研究院、12家附属医院，近900个主账户；还吸引了包括中石化、上海医药集团、中科院上海应用物理研究所、光明乳业、强生公司等校外注册用户超9000个，注册用户覆盖31个省、自治区、直辖市。近三年，中心共服务超15万人次，73万机时，测试分析54万个样品。在信息化建设过程中，中心坚持三个导向。一是服务导向，实施业务电子化。中心作为校级仪器公共科研服务平台始终坚持以服务用户为导向，突出展示优质资源和检测实力。门户网站包括新闻、通知和用户指南、资质认定、交流讲座、技术培训和联系我们等栏目，以及检测项目导航和仪器关键词搜索栏，方便查找设备和预约测试。信息化系统不断完善，实现线上委托、在线支付、结果下载和培训考核管理等功能，持续提升用户的使用体验。二是深化应用，推进系统集成化。基于测试工作流程，通过微信公众号预约设备、审批耗材、门禁绑定等多种功能的开发，拓展了信息化系统的覆盖面；通过设备预约系统和门禁系统的绑定，确保了非工作时段的校内师生自主测试便捷实施；通过与学校云计算平台和高性能计算平台的对接，方便了测试结果的下载和数据结果的进一步分析；通过电子标签和条码打印、读写器等设备的配套和用户预约一体式打印机、自助样品柜，耗材智能柜等设施的定制，深度整合门户网站、业务系统和配套设施之间的关系，全方位地实现从数字化网站到集成化系统的升级。三是数据引导，推动管理精细化。在信息化系统长期运行过程中，分析测试中心充分利用信息技术的特点和优势，使信息采集、动态监测、分析管理决策融为一体。通过数据分析和挖掘，充分了解用户需求，指导设备采购，优化测试流程，监控测试质量。从以往的经验主导模式的实验室管理决策转变为数据驱动模式的精准施策，不断开发设备服务潜能，实现了设备使用机时和样品数的连年提升，切实提升了大型仪器设备开放共享效能。助力实践教学及人才培养助力实践教学和人才培养，也是分析测试中心服务科研的内在要求。中心充分利用高、精、尖大型精密仪器和实验技术人员的丰富经验，为研究生普及仪器理论知识、相关学科的前沿技术进展与应用动态。同时，中心在校内积极举办仪器新方法、新进展、新应用技术讲座，邀请国内外仪器分析技术专家作专题报告等系列学术活动，助力学生开阔学术视野，拓宽科研思路。分析测试中心主任陈峰作40周年发展情况报告 （胡思华摄）中心积极开展线上线下相结合的混合式仪器自主操作培训，通过安全教育、理论培训、上机操作培训、考核等多个环节确保学生充分掌握仪器操作技能，获得初、中、高级上岗证。中心开展自主操作培训五年年来，已有3000余人获得培训上岗证书，学生可利用仪器非繁忙时段持证上岗，实现了仪器资源的充分利用。此外，中心还拥有全国分析检测人员能力培训委员会（NTC）考核基地和培训基地资质，可开展14项分析技术培训。现已开展21场培训，200余人获得证书。中心充分运用资源优势，打造可为学生提供多样化教育方式的科普实践基地，结合科普讲座、高精尖设备参观和实践观察等方式，宣传普及高端仪器设备和前沿分析测试技术，对学生科学精神的培养起到了良好的推动作用。中心自2009年起，通过跨学科、跨专业的方式招收学术型硕士研究生。拥有一支结构合理、教学水平高、测试技术能力强、具有高级职称的教师队伍，通过研究性测试拓展和课程建设，进行研究生培养。现有博导2名，硕导10名，已培养博士生4名，学术型硕士51名。实验人员在电镜-影像中心做实验 （胡思华摄）中心以仪器分析新方法和仪器研究最新进展为主要讲授内容，加强研究生在进入科学研究领域之前基本理论与实践相结合的训练。先后开设多门分析测试相关研究生课程，其中包括表面分析技术、现代元素分析技术与应用、X射线表征技术、现代色谱-质谱前沿技术及应用、扫描电子显微技术及应用、透射电子显微技术及应用、实验动物学；同时面向物理与天文学院、材料科学与工程学院和农业与生物学院研究生专门开设实验教学课程，如固体物理实验方法、现代材料科学实验方法、现代仪器分析技术等。中心利用多学科优势，培养本科生的学科交叉意识，拓宽原有的知识面，开阔科学研究的思路，以实验教学和实践方式培养本科生自主科研能力。积极参与学校本科通识课程教学，先后开设新生研讨课《探测微观世界的手段和方法》《现代先进仪器分析与实践课程》，以及通识课《探索微观物质世界》《纳米技术与生物医学》《工程技术探究》。至今已承担本科实习近500人、本科生研究计划（PRP）48项、本科毕业设计4项。2023年10月30日，上海交通大学荣获第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国总冠军，第六次捧得赛事最高荣誉“挑战杯”。分析测试中心为上海交通大学“特等奖”项目“基于刻蚀坑可控生长的极紫外反射元件原子级抛光系统”中相关指标的表征提供了重要技术支持，再一次显示了中心在学校人才培养体系中不可或缺的重要作用。

关于发布后摩尔时代新器件基础研究重大研究计划2023年度项目指南的通告国科金发计〔2023〕8号国家自然科学基金委员会现发布后摩尔时代新器件基础研究重大研究计划2023年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南中所述的要求和注意事项申请。国家自然科学基金委员会2023年2月10日后摩尔时代新器件基础研究重大研究计划2023年度项目指南本重大研究计划面向芯片自主发展的国家重大战略需求，以芯片的基础问题为核心，旨在发展后摩尔时代新器件和计算架构，突破芯片算力瓶颈，促进我国芯片研究水平的提升，支撑我国在芯片领域的科技创新。一、科学目标本重大研究计划面向未来芯片算力问题，聚焦芯片领域发展前沿，拟通过信息、数理、材料、工程、生命等多学科的交叉融合，在超低能耗信息处理新机理、载流子近似弹道输运新机理、具有高迁移率与高态密度的新材料、高密度集成新方法以及非冯计算新架构等方面取得突破，研制出1fJ以下开关能耗的超低功耗器件和超越硅基CMOS载流子输运速度极限的高性能器件，实现算力提升2个数量级以上的非冯架构芯片，发展变革型基础器件、集成方法和计算架构，培养一支有国际影响力的研究队伍，提升我国在芯片领域的自主创新能力和国际地位。二、核心科学问题针对后摩尔时代芯片技术的算力瓶颈，围绕以下三个核心科学问题展开研究：（一）CMOS器件能耗边界及突破机理。需要重点解决以下关键问题：探寻CMOS器件进行单次信息处理的能耗边界，研究突破该边界的新机理，实现超低能耗下数据的计算、存储和传输。（二）突破硅基速度极限的器件机制。需要重点解决以下关键问题：在探索同时具备载流子长自由程和高态密度的新材料体系基础上，研究近似弹道输运的器件机理，实现突破硅基载流子速度极限的高性能器件。（三）超越经典冯?诺依曼架构能效的机制。需要重点解决以下关键问题：探寻计算与存储融合的机制与方法，并结合新型信息编码范式，实现新型计算架构，突破冯?诺依曼架构的能效瓶颈。三、2023年度资助的研究方向（一）培育项目。围绕上述科学问题，以总体科学目标为牵引，2023年度拟资助探索性强、选题新颖、前期研究基础较好的申请项目，研究方向如下：1.超低功耗器件的理论、材料与集成技术。针对1fJ以下的开关能耗目标，研究超越CMOS的新原理逻辑、存储、感知器件及其核心材料与集成技术；研究极端物理条件下的极低功耗信息处理与存储机制及模型。2.高速高性能器件的理论、材料与集成技术。探究弹道输运机制，寻求超越传统硅基沟道自由程和态密度的半导体材料，研究并实现高弹道输运系数的新型场效应器件；探索有限能耗下的信息高速处理、存取与传输新机制及其器件技术。3.高能效计算与存储架构。探寻突破冯?诺伊曼能效瓶颈的新型计算架构和存储架构，研究面向存内计算新架构的设计方法学。（二）重点支持项目。围绕核心科学问题，以总体科学目标为牵引，2023年拟资助前期研究成果积累较好、处于当前研究热点前沿、对总体科学目标有较大贡献的申请项目，研究方向如下：1.原子级沟道P型晶体管。研制高性能低功耗原子级沟道P型晶体管，沟道厚度小于1.5nm，迁移率大于100cm2/V?s，Vds = 1V时开态电流大于600μA/μm、关态电流小于100pA/μm。2.硅基新型神经突触器件。研制硅基新型神经突触器件，探索器件在电和近红外光刺激下多电导态产生的光电协同机理，阐明影响器件及其阵列波动性、重复性的物理机制和突触行为机理，并建立相关模型。实现阵列规模不小于4kbit，单次操作能耗低于1fJ、操作速度达到纳秒量级、权重精度达到3bit以上，并实现基于神经突触阵列的神经形态视觉。3.多元编码融合的张量处理架构。研究随机数、定点数、浮点数等两种或多种新型编码共融的编码机制，以及数字域、时间域、频率域多域融合的计算范式，数据精度可配置、数模计算异步协同的新型架构，探索编码可重构、硬件可复用的电路设计技术，研制高精度的张量处理器芯片，8bit等效精度下的计算密度大于5TOPS/mm2、能效大于50TOPS/W。4.异构融合的高能效存内搜索架构。研究非易失关联存储器及其集成技术、异构融合存内搜索架构以及混合精度能效提升技术，单比特搜索能耗低于1fJ，在多模态信息检索任务验证中实现与软件相当的搜索准确率，8bit等效精度下的能效大于50TOPS/W。四、项目遴选的基本原则（一）紧密围绕核心科学问题，鼓励有价值的前沿探索和创新研究。（二）优先资助能解决芯片中的实际难题、具有应用前景的研究项目。（三）鼓励多学科交叉研究。（四）重点资助具有良好研究基础和前期积累、对总体科学目标有直接贡献的研究项目。五、2023年度资助计划2023年度拟资助培育项目8项，资助直接费用约为80万元/项，资助期限为3年，培育项目申请书中研究期限应填写“2024年1月1日—2026年12月31日”；拟资助重点支持项目4项，资助直接费用约为300万元/项，资助期限为4年，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2024年1月1日—2027年12月31日”。六、申请要求及注意事项（一）申请条件。本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件：1.具有承担基础研究课题的经历；2.具有高级专业技术职务（职称）。在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。（二）限项申请规定。执行《2023年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。（三）申请注意事项。申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2023年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2023年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。1.本重大研究计划项目实行无纸化申请。申请书提交时间为2023年3月15日－3月20日16时。（1）申请人应当按照科学基金网络信息系统（以下简称信息系统）中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。（2）本重大研究计划旨在紧密围绕核心科学问题，将对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的具体科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向，自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。（3）申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”，附注说明选择“后摩尔时代新器件基础研究”，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。（4）申请人在申请书“立项依据与研究内容”部分，应当首先明确说明申请符合本项目指南中的资助研究方向，以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划总体科学目标的贡献。如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目，应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。2.依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2023年3月20日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料，并于3月21日16时前在线提交本单位项目申请清单。3.其他注意事项。（1）为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成，获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定，项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。（2）为加强项目的学术交流，促进项目群的形成和多学科交叉与集成，本重大研究计划将每年举办一次资助项目的年度学术交流会，并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。4.本重大研究计划咨询方式：国家自然科学基金委员会信息科学部四处联系电话：010-62327351

我国半导体/绝缘高分子复合材料研究取得重大突破 　　日前，中科院长春应用化学研究所杨小牛研究员课题组在半导体/绝缘体高分子复合材料研究取得重大突破，其研究结果被国际著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)以“封面论文”的形式给予重点报道。 　　在传统观念中，绝缘体会阻碍电荷传输，因此一般来讲，在半导体/绝缘体复合材料中，绝缘相往往扮演着降低材料电学性能的角色。然而近年来研究人员发现，在特定外场条件下，复合材料二维表面处的载流子迁移率并不差。杨小牛课题组首次在体相半导体/绝缘高分子复合材料中发现并确认了绝缘基质增强的半导体电荷传输现象，随后将这一规律推广到无特定外场条件下的三维体系，并用更具普适性的物理量—电导率来论证了这一点。 　　通过控制聚噻吩/绝缘聚合物共混物制备过程中结晶和相分离的竞争关系，可抑制大尺度的两相分离，由此得到均匀的半导体/绝缘体复合材料。这种材料表现出绝缘基质增强的半导体电荷传输现象。研究人员认为，载流子以极化子形式在复合材料中进行传导。由于绝缘基质极化率较低，极化子在半导体/绝缘体界面处传输时受到周围极化环境的影响较小，有助于降低界面处的电荷传输活化能，由此提高了两相界面处的载流子迁移率。从此意义上讲，对于两相共混体系，增强的体相电荷传输性质需要满足下列3个条件：首先，鉴于电荷主要在共混两相界面传输，绝缘聚合物的介电常数必须足够低才可能降低电荷传输活化能，从而有效提高半导体相的载流子迁移率 其次，半导体/绝缘体两相相分离尺度需要足够小，才能大幅提高两相接触界面 第三，要求半导体相要有较好的连续性，有利于减小电荷传输的阻力。 　　在半导体聚合物中通过共混引入通用绝缘聚合物，不仅可以提高其电学性能，而且可降低基于塑料的柔性电子器件的成本，提高其柔韧性和环境稳定性。

随着科技的不断进步，国内外光谱仪器领域发展日新月异，不断有创新产品推向市场。随着技术性能的不断革新，光谱仪器行业也将继续推动相关领域的科技进步和产业发展，为不同领域的专业人士提供更多选择和便利。据仪器信息网不完全统计，申报2023年度“科学仪器优秀新品”评选活动，并通过审批的光谱仪器新产品共计30台，本篇小编为大家介绍另外13台光谱仪器新品，包含：拉曼光谱仪、高光谱仪、傅里叶红外光谱仪、原子吸收分光光度计等。上篇为大家介绍了17台光谱仪器新品，相关链接：新品盘点（上）|2023年光谱仪器：创新升级不停歇。以下为小编盘点的2023年光谱仪器新品下篇，数据信息主要统计来自本网报道或公开发布，由于新品数量较多，鉴于篇幅限制，仅根据文章需要选择部分进行阐述，如未提及还请谅解。2023年光谱新品速览（点击各产品名称了解更详细参数！）类 型品 牌产品名称发布时间拉曼光谱仪上海如海光电科技有限公司便携式二维拉曼成像光谱仪 Spider2000+2023年2月RMS2000微型共焦拉曼光谱仪2023年2月北京卓立汉光仪器有限公司手持式拉曼光谱仪Finder Edge2023年4月高光谱仪江苏双利合谱科技有限公司Gaiasky mini3-VN无人机载高光谱成像系统2023年1月无人机光谱成像指数分析仪 SpecVision-W2023年2月红外光谱安东帕（上海）商贸有限公司傅里叶变换红外光谱仪FTIR Lyza 70002023年12月原子光谱上海仪电分析仪器有限公司4730FG原子吸收分光光度计2023年5月北京东西分析仪器有限公司ICP-7760HP型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪2023年2月其他光谱仪北京卓立汉光仪器有限公司zolix瞬态光电性能测试系统DSR8002023年1月上海如海光电科技有限公司SS-VT-1光谱仪2023年1月加拿大欧罗拉生物科技有限公司转运蛋白分析离子通道阅读器ICR12000（9）2023年11月转运蛋白分析离子通道阅读器ICR8100（5）2023年12月转运蛋白分析离子通道阅读器ICR12000（3）2023年12月拉曼光谱仪如海光电 便携式二维拉曼成像光谱仪 Spider2000+Spider2000+便携式二维拉曼成像光谱仪采用如海光电自主研发的科研级微型共焦拉曼光谱仪RMS2000作为拉曼内芯，从而使得它拥有高灵敏度、高分辨率、强穿透能力以及较好的抑制荧光干扰能力。优化的光路设计可使得拉曼激光光束在通过长焦显微物镜后最小光斑可达到微米级别，可精确采集微米级样品的拉曼光谱。此外，仪器采用高精度二维自动化移动平台，可实现自动扫描mapping成像功能。如海光电 RMS2000微型共焦拉曼光谱仪RMS2000是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，采用微型共聚焦设计，抑制荧光，体积小巧，重量轻，可单独使用，也可集成入手持式、便携式、箱体式等多种制式的拉曼光谱仪系统中。卓立汉光 手持式拉曼光谱仪Finder Edge拉曼光谱仪机型升级，操作更简便，1064nm手持式拉曼光谱仪是卓立汉光仪器有限公司Finder Edge家族新成员，用于多种形态无机和有机物质的定性识别，设备采用了制冷探测器，具有高探测效率。相对于可见光波段手持拉曼光谱仪，1064nm 因其独特优势，可有效避免荧光干扰。高光谱仪双利合谱 GaiaSky-mini3-VN系列机载高光谱成像系统新一代无人机载高光谱成像系统，在高光通量、高传递效率的前置光路下能够使具备高采集帧频的SCOMS 探测器能够输出高信噪比、高空间、高光谱分辨率、高精准度的高光谱数据。能够满足悬停时利用双利合谱独有的技术——镜头扫描成像方式来拍摄，同时又能兼顾旋翼无人机按固定( 翼) 类飞行模式实现外置推扫拍摄的需求，多种应用模式可实现有限区域和大面积区域的遥感成像。双利合谱 无人机光谱成像指数分析仪 SpecVision-W无人机光谱成像指数分析仪 SpecVision-W采用透射式成像、2000W像素的RGB相机，多种触发模式供选，大视场角度的成像镜头满足RGB相机需求，具有软件功能稳定、实时校准、反演输出等优点，用“一张图”为用户送上第一手的信息参考，为解决用户的痛点问题提供技术支撑。红外光谱安东帕 傅里叶变换红外光谱仪FTIR Lyza 7000仅用一台仪器即可测量数百种样品类型：Lyza 7000。无论是固体、液体还是气体，Lyza 7000 皆可测量。这是当前市场上十分可靠，便捷易用的 FTIR 光谱仪，远超行业标准。软件将光谱测量、处理和分析结合在一个自动化方法中，测量报告定制化，为客户带来量身定制的体验。 虽然是一台仪器，Lyza 7000 却能分析各种样品。原子光谱上海仪电 4730FG原子吸收分光光度计4730FG拥有全新设计的非球面全反射成像光学系统，非球面反射镜校正了像散，全反射消除了色差，单色仪入口的光斑直径仅3mm，有效提高了光能利用效率。石墨炉控制系统集成到主机内，实现真正意义上的火焰石墨炉一体机。火焰乙炔采用EFC(Electronic Flow Controller)电子流量控制器控制，实现流量连续可调且流量稳定，当外部输入压力变化时对流量影响很小。东西分析 ICP-7760HP型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-7760HP型是真正的全谱直读型ICP，样品中全部元素在全谱范围内实现同步采集，一分钟分析最快扫描60个元素以上，相比单道扫描型ICP-7700，ICP-7760HP 在多元素的检测过程中分析速度具有明显优势；背照式百万像素防溢出科学CCD，有效避免强信号溢出对弱信号造成污染，像素分辨率小于3pm，在光谱轮廓中可以采集到更多的光谱数据，定性与定量准确度大大提高；相比较于市场上其他厂家的单个旋流雾化室设计，ICP-7760HP采用双筒加旋流复合雾室设计，进一步去除大雾滴，提高了气溶胶雾化效率与稳定性。其他光谱卓立汉光 zolix瞬态光电性能测试系统DSR800将瞬态光电测试的方法集成为一个系统，实现自动测量，自动计算结果。本系统主要是针对光电器件的动力学分析，利用周期性的脉冲单色光源，产生光电流或者光电压的信号。并对此信号进行时域或者频域的分析，得到光生电的响应时间，如上升/下降时间，瞬态光电流与瞬态光电压曲线，从而可以分析器件内部的动力学过程，如载流子的迁移率、载流子的寿命、载流子的扩散长度等。如海光电 SS-VT-1光谱仪SS-VT-1是一款高度集成，用于测量液体样品可见光吸光度和透射率的光谱仪。该光谱仪集成了液体吸光度或透射率测量所必须的附件，光源和样品池支架，内部配置高灵敏线阵CMOS图像传感器，配合16-bit A/D采样模块为光谱仪提供优异的光谱信号响应与极宽的响应范围。同时，精简紧凑的结构设计与稳定的电路设计保证SS-VT-01在保证微型尺寸的前提下，还能保证优异的光谱分辨率、信噪比以及温度变化稳定性。欧罗拉 转运蛋白分析离子通道阅读器ICR12000（9）ICR12000（9）为新药开发标记物研究、标记物细胞离子流研究的离子通道阅读器，通过离子流浓度分析细胞通道开合情况，填补膜片钳操作难，专业人才难找的技术空白。欧罗拉 转运蛋白分析离子通道阅读器ICR8100（5）ICR8100（5）为高通量细胞通道分析、电中性转运蛋白研究的离子通道阅读器，填补膜片钳对电中性离子通道的检测的局限性。欧罗拉 转运蛋白分析离子通道阅读器ICR12000（3）ICR12000（3）为药物研发初级筛选、大量筛选药物安全性分析的离子通道阅读器，药物筛选前期，需要筛选大量样品。离子通道阅读器具备高通量优势，简单操作，无需很多人力干预等优势。

微流控(Microfluidics)，是一种精确控制和操控微尺度流体，又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术，是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于微米级的结构，流体在微流控芯片中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能，因此发展出独特的分析产生的性能。同时还有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点。 目前最普遍的微流控加工方式是基于SU-8光刻和PDMS翻模键合，首先采用SU-8光刻胶和常规光刻技术在硅基基底表面加工出具有微米精度、高深宽比的模具，然后将PDMS前体及其交联剂混合溶液浇注在此模具表面。经过升温固化处理、模具分离，制备出结构互补的弹性PDMS微流控结构芯片。该PDMS微流控结构芯片与玻璃基片经过一步可逆键合步骤，最终形成封装的微流控芯片。 PDMS的优点有：透光度高、荧光低；惰性好、生物兼容；易加工、成本低；防水透气、疏水；但是也有其缺点： (1)PDMS是热弹性聚合物材料，该类材料不适合于工业级注塑、封装工艺。手工加工的PDMS微流控芯片可靠性差； (2)PDMS微流控芯片批量加工成本高昂。随着3D打印技术的发展，采用3D打印制造微流控芯片越来越可行与方便。采用3D打印技术，可以显著简化微流控芯片的加工过程，在打印材料的选择上也非常灵活。3D打印微流控芯片有5个趋势，其一、从二维面芯片过渡到三维体芯片；其二、直接打印凝胶材质的微流控芯片；其三、针对微流控需要的3D打印工艺将会开发得到更多的重视；其四、基于打印工艺直接集成传感器及制动器到微流控芯片中；其五、基于3D打印的微流控芯片模块化组装，构成便携式POC系统。之前由于一些3D打印技术存在精度不够高，大部分在50~100μm精度，打印出来的通道不够小，打印通道的横截面粗糙，微通道透明度低等缺点，不适合用于微流体实验。制造体积更小、使用试剂量更少的微流控芯片的关键是需要一种具有非常高的打印分辨率的高精度3D打印机。深圳摩方以其专有的ProjectionMicro-Stereolithography（PμSL）工艺，是可以提供2 μm超高精度光固化3D打印技术解决方案的科技型企业，同时也开发了10μm和25μm高精度精度3D打印系统，支持打印高精度树脂、高强度树脂、耐高温树脂、柔性树脂、水凝胶、透明树脂、生物医疗树脂、韧性树脂和复合材料树脂。PμSL超高精度3D打印微通道极限加工能力测试PμSL超高精度3D打印微流控应用案例：岩心微流体阿联酋Khalifa University的T.J. Zhang教授和Hongxia Li博士，在知名期刊《Soft Matter》发表了一篇高质量文章“Imaging andCharacterizing Fluid Invasion in Micro-3D Printed PorousDevices with VariableSurface Wettability” 。研究人员在实验过程中使用微纳 3D打印设备，该设备具有2μm分辨率，50mm*50mm的加工幅面，加工微流控器件。这台设备来自深圳摩方材料公司，型号为nanoArch S130。基于微纳3D打印的微流控器件，结合多相流成像技术，研究微尺度多孔介质中的多相流动。 多孔微流控器件制造的工作流程如图（a）所示，第一步是对薄片图像或微CT扫描图像进行处理（红色部分），然后从处理后的图像中，选择一个区域并将其嵌入微模型设计中（蓝色部分），构建三维立体模型。第二步是使用切片软件将三维模型切成一系列图片，最后是通过2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出微流控器件；（b）同一岩石模型在2μm和10μm两种不同打印精度下打印出的表面形貌；（c）打印的岩石模型（打印精度2μm）与微CT扫描图像（扫描精度8μm）的对比； 多孔介质中的流体渗透广泛存在于许多应用中，例如油气开采、二氧化碳封存，水处理等。流体渗透的动态过程会受到液体表面张力，多孔介质的表面润湿性，空隙拓扑结构以及其他参数的影响。在这项工作中，研究人员使用2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出具有相似复杂孔喉特征的微模型。该模型的内部空隙结构来自于天然多孔介质（例如岩石）的薄片图像或微CT扫描图像。将不同的流体注入表面改性后的微模型中，我们可以借助于模型的高透明性直接在光学显微镜下观察和研究了在各种表面润湿性条件下的动态流体渗透行为。此外，我们还结合光学成像和数值模拟，系统地分析了残留液体分布，并揭示了四种不同类型的残留机制。 这项工作提供了一种新颖的方法，通过结合微尺度3D打印和多相流成像技术来研究多孔介质中的微尺度下的多相流动。 PμSL超高精度3D打印微流控应用案例：微型尖锐结构在声场激励下实现声流体芯片上非接触、损伤细胞搬运及三维旋转操作 北京航空航天大学机械工程及自动化学院的冯林教授课题组学生宋斌博士在国际期刊《Biomicrofluidics》发表了一篇高质量文章“On-chiprotational manipulation of microbeads and oocytes using acoustic microstreaminggenerated by oscillating asymmetrical microstructures”。研究人员在实验过程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印设备S140，该设备具有10um精度的分辨率，94*52*45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了尖锐侧边和尖锐底面微结构，通过PDMS二次倒模并与玻璃基底键合形成声流体芯片。该声流体芯片通过声波激励压电换能器振动，从而带动芯片内微结构振动在其周围产生局部微声流，最终实现卵细胞的三维旋转。该研究在细胞三维观测、细胞分析及细胞微手术方面有重大研究意义。 声流体芯片制备工艺如上图所示，先通过深圳摩方（BMF）10μm精度的微立体光固化3D打印机S140打印出微米级别的尖锐侧边和尖锐底面微结构(最小尖端20°)，再倒模出纯PDMS模具，然后经表面处理之后二次倒模获得的PDMS尖锐侧边和尖锐底面微结构。最后把PDMS二次倒模的结构与玻璃基底键合形成声流体芯片。 本研究声流体芯片的实验操作系统如上图a所示，主要观测系统和驱动系统两部分组成。上图b展示了声流体芯片的概念图，由受正弦信号激励的压电换能器振动，带动尖锐侧边和尖锐底面微结构振动，从而在相应的微结构周围产生微漩涡（如上图c所示）。在由微漩涡产生的扭矩作用下，最终实现了细胞的三维旋转。对应的微流道及微结构尺寸如上图d-f所示。 细胞三维旋转作为一项基本的细胞微手术技术，在单细胞分析等领域有着重大科学意义和工程意义。本文提出了一种基于声波驱动微结构振动诱产生微声流以实现细胞搬运及三维旋转的简单有效的方法。细胞旋转的方向和转速均可以通过施加不同频率和电压来实现。本研究以单细胞为操作对象，以微流控芯片为手段，以高通量全自动化多功能微操作为目标，为促进我国在微操作技术领域的发展以及生物医学工程交叉学科的革新，进一步为加强我国微纳制造水平提供系统性方法。 深圳摩方PμSL技术在超高精度、高效率加工方面有突出的优势，同时这一3D打印技术已被工业界和学术界广泛应用于复杂三维微流控芯片和微通道器件加工，在多个知名刊物发表成果。

Quantum X bio - The power of bioconvergence Nanoscribe推出全新多功能生物打印系统Quantum X bio，该系统拥有的专有技术是以双光子聚合（2PP）为核心，以精细的工程设计为基础，通过生物学家的想法定制并且重新设计的。 作为2019年推出的第一台双光子灰度光刻 (2GL ® ) 系统Quantum X的同系列产品，该生物打印系统具有精确的温度控制、无菌的工作环境和功能化的生物材料等特点，可让生物打印达到一个新的高度，并有效加速组织工程、细胞生物学和生物医学应用等关键应用的创新。 先进的生物医学应用 以高的打印精度和打印速度实现几乎任意三维结构，以快速的设计迭代周期优化您的研究，以广泛的生物材料、生物墨水和生物相容性树脂拓宽您的打印材料选择。通过使用系统配备的触控屏实现丝状和复杂的三维结构的高精度打印，并直观地放置到微流控通道或孔中。 这些特点使得Quantum X bio成为创建先进微观环境的最佳工具，可用于组织工程、细胞研究的定制支架，以及其他许多对精度、速度、材料多样性和无菌性有着较高要求的创新的生物医学应用。 Quantum X bio让您站在探索生物和生物医学应用的前沿。系统配备无菌和可温控的基底支架，无菌配件，生物材料和生物墨水，并且兼容其他定制材料。有了Quantum X bio，您就可以探索活体细胞打印的世界。 探索生物医学应用细胞支架 皮肤/组织模型 智能/活体材料 微流控技术 微针阵列 药物输送载体纳米/柔性机器人 血管模型 生物传感器 亚微米级图案设计细胞力学和迁移的拓扑结构 为活体生物打印做好准备 Quantum X bio具备用生物树脂材料进行活体细胞打印的需要条件，并保持它们的活性。为您探索更多例如三维组织模型，智能材料或活体材料等激动人心的新应用保驾护航。无菌、可温控的环境使用基于水凝胶的定制生物树脂细胞兼容型波长（780纳米）打印后1小时细胞存活率90％（通过活死细胞染色试剂测得） Quantum X bio系统配备Nanoscribe UX优化软件，经验证的 STL模型生物打印库。结合在打印过程中对传感器和视频数据的实时监控，您能够轻松获得的打印结果，并且直接利用系统的触控制屏上传、启动和监控打印作业， 甚至进行远程操作。 上左图：Quantum X bio系统摄像图像：用于细胞培养的微孔阵列的3D打印上右图：荧光显微镜图像：带有荧光的NIH 3T3细胞附着在由IP-S制成的生物相容性支架上，从而进行增殖 系统属性打印技术基于双光子聚合（2PP）的逐层3D打印技术具有体素调整能力的双光子灰度光刻技术（2GL ® ）。基底显微镜载玻片(3 x 1" / 76 x 26 mm)MatTek细胞盘（35mm或50mm）最大6英寸（150mm）的晶片基底玻璃、硅以及其他透明和不透明的材料其他基材/尺寸光刻胶Advanced BioMatrix的水凝胶Xpect Inx的生物墨水Nanoscribe IP 光刻胶（聚合物）Nanoscribe GP-Silica (玻璃)第三方和定制材料最大打印面积50 x 50 mm² 更多有关3D双光子无掩模光刻技术和产品咨询欢迎联系Nanoscribe中国分公司 - 纳糯三维科技（上海）有限公司 德国Nanoscribe 超高精度双光子微纳加工系统：

导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多级利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电器件可以实现热能和电能的直接转换，在航空航天、低品位热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值。 随着航空航天、物联网及低品位热回收等领域的发展，热电发电器件的性能越来越受到人们关注，除了用于制备器件的热电材料本身的zT值这一重要因素外，器件的结构（形状、尺寸、连接方式）以及界面材料等都对器件性能有重要影响，因此，对于发电器件性能的准确测量从而改善器件的设计及制造工艺成为科研工作者的迫切需求。 日本Advance Riko公司新推出的小型热电转换测量系统Mini-PEM（图1）是一款既可以测量单腿器件，也可以测量多对器件的商用热电转换效率测量系统。该系统热端温度可高达500℃，可以测量器件在不同温差条件下的发电量、热流量及最大转换效率。图1、小型热电转换效率测量系统Mini-PEM 赵立东教授课题组Science碲化铋基热电材料（BiTe）在室温附近具有优异的热电性能，被广泛应用于低温区的制冷及发电，是目前极具前瞻性的热电材料体系，但Te元素的稀缺性（地壳内含量：0.005ppm）使其广泛应用受到限制，因此寻找新的材料体系对于热电材料的广泛应用非常重要。来自北京航空航天大学的赵立东教授课题组对于SnSe体系进行了深入的研究，在2021年的工作中【Science 373 (2021) 556-561】通过掺杂Pb，显著提高了p型SnSe晶体室温附近的电传输性能，并制备了基于SnSe晶体材料的热电器件，测试了其温差发电性能（最大发电量及功率），还实现了大温差的电子制冷。这一研究表明了SnSe基晶体材料作为温差发电和电子制冷材料的巨大潜力，使用p型SnSe晶体制备的器件，其制冷性能达到了使用传统BiTe基材料商用器件的70%（210K温差下），且SnSe基热电材料具有成本低、重量轻且储量更加丰富的优势，具备巨大的应用潜力[1]。2023年，该课题组通过在SnSe中引入Cu填充Sn空位，有效地提高了载流子迁移率，基于获得的高性能SnSe晶体搭建的热电器件在发电和制冷都表现出优异的性能。发电器件（TEG）在300K温差下能够实现最高12.2%的发电效率，制冷器件（TEC）在室温及高温下也均实现了优异的制冷性能[2]。近期，该课题组通过物理气相沉积的方法制备了PbSe晶体，以及在PbSe晶体中额外引入微量的Pb，观察到了PbSe晶格中的本征Pb空位被填补，其对应的点缺陷散射被削弱，从而显著增加了载流子迁移率。基于获得的高性能N型PbSe晶体在发电与制冷都表现出优异的性能。如图2A所示，单腿器件在420K温差下能够实现 ~ 11.2%的发电效率；如图2B所示，与该课题组2023年开发的高性能P型SnSe晶体（Science 380（2023）841-846）搭配制备的Se基热电制冷器件在热端温度（Th）为室温下能够实现 ~ 73.3 K的制冷温差，其制冷性能优于Bi2Te3基等材料制成的制冷器件[3]。图2、热电转换效率对比图（A）；制冷器件温差对比图（B）该工作以《Grid-plainification enables medium-temperature PbSe thermoelectrics to cool better than Bi2Te3》为题，发表在《Science》上，其中单腿发电器件的发电量及转换效率均使用Mini-PEM测得。与上述工作不同，如果样品为多对p-n结构，ADVANCE RIKO公司则提供热电转换测量系统PEM-2用于发电量及转换效率的测量。热电转换测量系统PEM-2支持多种器件尺寸（最大40mm×40mm），热端最高温度可达800℃，测量在惰性气体（Ar2）中进行。图3、热电转换效率测量系统PEM-2 何佳清教授课题组Science近期，来自南方科技大学何佳清教授课题组的科研工作者，首次发现并验证了空穴载流子捕获和释放机制和其对材料电性能的调控作用，以及调控材料本证铅空位形态的赝纳米结构对材料热输运的抑制作用。课题组在碲化铅材料中构造了大量的纳米级空位团簇，这些团簇在材料中产生了大量的应力和应变，使材料的晶格热导率显著降低了，并且更加有利于热电材料的高服役。同时，热电器件结构设计和转换效率的提升，也有助于推动热电发电器件的发展和应用[4]。该工作以《Pseudo-nanostructure and trapped-hole release induce high thermoelectric performance in PbTe》为题，发表在《Science》上，其中热电发电器件的转换效率使用PEM-2测得。图4、使用PbTe制备的热电发电器件的热电性能延伸阅读日本ADVANCE RIKO公司已专业从事“热”相关技术和设备的研究开发近60年，并一直走在相关领域的前沿，为世界各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本ADVANCE RIKO公司先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及薄膜厚度方向热电性能评价系统ZEM-d引进中国。2018年7月，Quantum Design中国与日本ADVANCE RIKO达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本ADVANCE RIKO先进的热电相关设备介绍到中国。目前，所有中国用户购买的日本ADVANCE RIKO热电产品，均由Quantum Design中国公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国公司在日本ADVANCE RIKO公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。 参考文献[1] Qin Bingchao et al., Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments, Science 30 Jul 2021: Vol. 373, Issue 6554, pp. 556-561[2] Liu Dongrui et al., Lattice plainification advances highly effective SnSe crystalline thermoelectrics, Science 380, 841–846 (2023)[3] Qin Yongxin et al., Grid-plainification enables medium-temperature PbSe thermoelectrics to cool better than Bi2Te3, Science 383, 1204–1209 (2024)[4] Jia Baohai et al., Pseudo-nanostructure and trapped-hole release induce high thermoelectric performance in PbTe, Science 384, 81–86 (2024)相关产品1、小型热电转换效率测量系统-Mini-PEMhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C283294.htm2、热电转换效率测量系统-PEMhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C283291.htm

含卤气体主要包括氟氯碳化物（CFCs）、哈龙（Halons）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）、甲基溴（CH3Br）、氟氯烃(HCFCs)、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化物（PFCs）、三氟化氮（NF3）、六氟化硫（SF6）等臭氧消耗物质和温室气体。2019年，含卤气体的辐射强迫达到0.41 W/m2，相当于CO2辐射强迫的19%。考虑到它们对气候变化的影响以及它们极低的大气环境浓度（ppt量级），对于含卤气体连续的高精度观测非常重要且难度极大。中国北部地区人口密集，是全世界最重要的氟化工、电解铝和氯碱工业生产基地之一，是含卤气体排放的重点地区，因此对于北部地区的四类F-gases(HFCs、PFCs、SF6和NF3）的排放估算也十分必要。本研究利用自主研发的高精度在线监测系统天霁 ODS5-pro系统，于2020年10月至2021年9月在北京上甸子大气本底站对36种含卤气体进行了连续的高精度监测，并对观测数据进一步筛分，得到了36种含卤气体的本底浓度和污染浓度，讨论了含卤气体抬升浓度之间的相关性。最后，根据观测数据结合种间相关法估算了2020-2021年中国北部地区HCFCs和F-gases的排放量，并将结果与全球排放量进行了比较，揭示了中国北部地区HCFCs和F-gases对全球排放的贡献。天霁ODS5-Pro系统由在线采样模块、分析系统、标气、辅助气组（氦气+氮气）和数据处理系统组成。其中分析系统由自组装的冷凝预浓缩模块和气相色谱-质谱检测模块组成。该系统在完成设计、组装和测试后，在北京上甸子大气本底站针对背景大气开展了为期1年（2020.10-2021.9）的实地观测试验；实现了36种含卤气体的有效分离和长期高精度监测，具体为大气浓度大于100ppt物种的精度约0.5%，大气浓度20-100 ppt物种的精度为0.5%~1%，大气浓度1~20 ppt物种的精度为1%~4%；大气浓度为0.1~1 ppt物种的精度为4%~9%。系统的准确度优于±0.5 %，检出限优于0.5 ppt。此外，天霁ODS5-pro系统与国际先进水平的Medusa GC-MS系统进行了同期比对实验。将两套系统间隔70 分钟以内的数据进行配对后，两套系统绝大部分物质的浓度偏差＜3%，表现出良好的监测一致性，验证了天霁ODS5-pro系统的监测可靠性。表1 上甸子站2020年10月至2021年9月含卤气体的背景浓度和污染浓度所有35种含卤气体有25%-81%的有效数据被筛分为背景浓度。对于大多数已经被《蒙特利尔议定书》淘汰的物质(CFCs、哈龙和CH3CCl3)， 59%-81%的测量结果被筛分为背景浓度。然而CCl4显示出高频率的污染事件，只有40%的测量结果被筛分为背景浓度。本研究中所有HCFCs的背景浓度数据量仅占总数据量的比例为27%-29%，反映出其在中国逐步淘汰过程中持续而强烈的排放。对于HFC-32、HFC-125、HFC-134a和HFC-227ea来说，其背景浓度数据量占比为27%-33%。此外，包括CH2Cl2、CHCl3和PCE在内的短寿命卤代烃(定义为在大气中寿命少于6个月的物质)的污染事件经常发生，其中背景浓度数据占比为25%-31%。在所有测量的含卤气体中，CH2Cl2的背景浓度数据量占比最低。图1 典型含卤气体大气抬升浓度间的相关性，以相关系数r表示，*表示两种物质在0.05水平上显著相关CFCs与其他物质之间的相关性较低，因为主要CFCs的污染浓度数据量占比仅为19%-25%，其相对背景浓度的抬升不到10%(表1)。HCFCs和HFCs的抬升浓度之间存在很强的相关性，反映出其在中国占主导地位的生产和消费，因此存在大量的人为排放。HFC-32与HFC-125具有较高的相关性，相关系数(r)为0.94。这一结果与之前Li et al.(2011) 和Kim et al.(2010)报道的低相关性不同。他们认为HFC-32和HFC-125主要来自工业生产过程中的逸散排放。本研究发现的强相关性证实了主要用作HCFC-22替代品的混合制冷剂R410A（HFC-32与HFC-125 质量比1:1）在中国房间空调得到了广泛使用。R410A的人为生产和消费已经成为HFC-32和HFC-125的主要排放源。此外，HFC-143a广泛存在于R404A和R507A的混合制冷剂中，因此与HFC-32和HFC-125的相关性较强，分别为0.70和0.76。在中国，HFC-23主要作为HCFC-22的工业生产过程副产物而排放。同样的，PFC-318主要在以HCFC-22为原料的四氟乙烯和其他含氟化学品的生产过程中产生和排放。HFC-23和PFC-318的抬升浓度相关性很强，为0.80，这暗示了它们均主要来源于与HCFC-22相关的氟化工行业的排放。氯甲烷类(包括CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4)与HCFCs和HFCs的抬升浓度相关性相对较强。在中国，氯甲烷类在各种工业过程中排放，其主要用作氟化学品生产的原料以及在人口稠密和工业化地区被广泛用作溶剂。本研究得出的相对较高的相关性可归因于工业区域氯甲烷类、HCFCs和HFCs排放的同源性。图2 2020年10月至2021年9月上甸子站观测对含卤气体排放的敏感性表2 利用种间相关法估算的2020-2021年中国北部地区F-gases和HCFCs的排放量aHCFC-22的排放量为数值反演法获得图3 (a)F-gases和(b)F-gases和HCFCs中各物质的CO2当量（CO2-eq）排放的占比表3 2020-2021年中国北部地区CO2-eq排放量以及对2020年全球含卤气体排放量的贡献排放敏感性分析结果（图2）表明，上甸子站的观测对中国北部地区12个省份的排放具有较高的敏感性。因此，采用种间相关法，以HCFC-22和CO为参考物估算了中国北部地区F-gases和HCFCs的排放量。结果表明，2020-2021年中国北部地区F-gases的CO2-eq排放量达到181±18 Tg /yr。在估算的四类F-gases中，SF6的CO2-eq排放量的占比最高(24%)，其次是HFC-23(22%)、HFC-125(17%)、HFC-134a(13%)、NF3(10%)、CF4(5.9%)、HFC-143a(3.9%)、HFC-32(3.4%)和HFC-152a(0.2%)。如果将HCFCs的排放纳入其中，HCFC-22由于其巨大的实物吨排放量而贡献F-gases和HCFCs总CO2-eq排放量的42%，接近一半。因此，进一步减少HCFCs的排放将有助于臭氧层的恢复，并对减缓气候变化起到积极作用。与全球排放量进行比较后发现，仅中国北部地区的NF3、SF6和HCFCs的占全球排放的比例就高达20-40%，表明中国整个地区上述物质的排放量可能占全球排放的一半以上。因此，中国减缓NF3、SF6和HCFCs的排放将对全球的减排进程产生重要影响。中国北部地区有意生产的HFCs的排放量占全球排放的比例较低(＜15%)，而工业副产物HFC-23的贡献比例相对较高，为19%。文章信息研究成果以“In Situ Observations of Halogenated Gases at the Shangdianzi Background Station and Emission Estimates for Northern China”为题已在 Environmental Science & Technology 期刊上作为封面文章发表。北京大学环境科学与工程学院的博士生伊丽颖为文章的第一作者，复旦大学姚波研究员和北京大学许伟光工程师为本文的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划项目（2019YFC0214502）的支持。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c00695文中引用的参考文献：1. Li, S. Kim, J. Kim, K. R., et al., Emissions of Halogenated Compounds in East Asia Determined from Measurements at Jeju Island, Korea. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, (13), 5668-5675.2. Kim, J. Li, S. Kim, K. R., et al., Regional atmospheric emissions determined from measurements at Jeju Island, Korea: Halogenated compounds from China. Geophys. Res. Lett. 2010, 37, L12801.