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电子全息相关的资讯

  • 日本电子全球同步升级热场发射扫描电镜
    2007年2月9日,日本电子全球同步升级热场发射扫描电镜。型号由原来的7000F升级为7001F。升级后马达台五轴马达控制成为标准配置。配合长寿命浸没式热场发射电子枪等诸多专利技术,成为日本电子株式会社电子光学仪器中的又一亮点。
  • 三星电子全球采购LS 13320
    三星电子全球采购 LS 13320 各种与电子元件生产相关的原料材料的品质高低直接影响电子元件的质量和性能。对电子元件与材料进行有效的品质控制将为本行业带来积极的影响。对原材料粒度分布、比表面积或孔分布的有效准确的监控是其中的手段之一。 全球电子元件产业的新贵&mdash &mdash 韩国三星电子集团深谙其中道理,其品质控制部门为其设在全球各地的三星企业统一采购了共十三台的激光粒度仪用于其重要产品MLCC电容器生产过程的品质监控。而三星电子所选择的激光粒度仪就是全球著名的品牌&mdash &mdash 库尔特激光粒度仪LS 13320,为美国贝克曼库尔特公司所生产。 库尔特激光粒度仪LS 系列引以为傲的&ldquo 多波长技术&rdquo 、&ldquo PIDS专利&rdquo 、&ldquo 光纤连接固体激光器&rdquo 和&ldquo 双透镜聚焦专利&rdquo 等技术早已享誉业界,为众多知名集团和公司所推崇。如NASA、FDA、通用电气、AMOCO、ALCOA、金霸王电池、劲量电池、3M、杜邦、阿莱恩特(火箭燃料制造公司)、固特异、高露洁、可口可乐等均选择LS系列激光粒度仪。 能够察觉微小的粒径变化和含量,或者准确地对多组份材料的分析,若没有高度分辨率的激光粒度仪将难以胜任。对于追求高质量过程控制品质监控的企业来讲尤为关键!LS 13320以其拥有的132枚独立角度的检测器配合高分辨率的PIDS多波长专利技术,使其在粒度分析领域遥遥领先。LS具有的能对原始信号进行全自动分析的强大功能已经远远抛离了仍然需要人为假设峰型判断的低分辨率技术。因此,LS 系列被视为不可不选的激光粒度仪。 贝克曼库尔特公司为电子元件及材料的颗粒的分析提供更全面的解决方案。 微米至亚微米的粒度分析: LS 系列 纳米至亚纳米的粒度分析: DelsaNano S 系列 微量粒子计数及粒子浓度分析: Multisizer 系列 Zeta 电位分析: DelsaNano C 系列 比表面积及孔径分析: SA 系列 LS 13320 DelsaNano S Multisizer 3 DelsaNano C SA 3100
  • 日本电子NMR在中国开启品牌“第二春”——访日本电子全球分析仪器业务经理增泽伸一先生
    大家都知道,世界上知名的超导核磁共振(NMR)产品提供商有布鲁克、安捷伦(原瓦里安)、日本电子等,但是在中国,过去很长一段时间,大家熟悉的多是布鲁克和安捷伦,在很多实验室中也很难寻觅到日本电子核磁产品的身影。这到底是什么原因导致的?相信很多人都曾经发出过这样的疑问。   不过,最近情况有了新的变化,11月19日,日本电子在北京举行2014年日本电子核磁新产品介绍会暨日本电子固体核磁新技术应用交流会,高调宣布日本电子核磁产品重新回归中国市场,又是什么原因导致日本电子做出这样的决策?   此外,最近核磁市场有点不大太平,安捷伦关闭了核磁测试设备相关业务,布鲁克财报中也显示出核磁共振业务面临着市场需求疲软的情况。沉寂多年的日本电子核磁产品选择这样的时机高调复出也让很多人感到不解。   这么多年以来,有关日本电子核磁产品在中国市场的推广和销售有很多讨论,但一直都不明朗。为了一探究竟,仪器信息网的编辑于近期采访到了日本电子全球分析仪器业务经理增泽伸一先生,日本电子产品经理夏骏先生全程陪同。 日本电子全球分析仪器业务经理增泽伸一先生   对中国市场:沉寂多年的苦衷   成立于1949年的日本电子在核磁产品的研发和生产方面有很长的历史,1956年就生产出第一台核磁共振波谱仪器JNM-1,而且多年以来一直在努力地发展核磁共振波谱技术。据增泽伸一先生介绍,在第一台核磁产品上市不久,日本电子的核磁产品就进入了中国市场,特别是80年代,日本电子在中国的核磁市场的业绩非常好,装机近20台,这个数字虽然不大,但是在当时的中国这个台数已经不少了。   目前,日本电子的核磁产品在日本的市场占有率一直非常高,但在中国来讲份额很小,甚至到目前为止在中国的销量只有20多台,这是什么原因导致的呢?   在采访中得知,由于曾经的巴黎统筹委员会对社会主义国家有一些技术禁运规定,而日本电子的核磁产品涉及到其中的相关条款,所以差不多有十年的时间,日本电子停止了在中国的核磁销售业务。   限制制度取消之后,又因为公司策略的问题,日本电子将重心放在了电子显微镜上,所以在之后的近二十年中,日本电子的核磁产品在中国市场一直保持很慢很慢的发展,基本没投入资金和精力进行推广。   这也就是许多年以来日本电子的核磁在中国只闻其名,难觅踪影的原因了。   2012年,终于不再沉寂!   谈起过去几十年在中国市场的沉寂,增泽伸一先生说,&ldquo 这一切不会继续了,2012年这一切都改变了!&rdquo   据悉,2012年,日本电子重新设定了目标,希望核磁产品在中国有一定的突破。至于为什么会做出重新回归中国市场这样的决策,增泽伸一先生开玩笑说,这将是一个非常&ldquo 庞大&rdquo 的话题。   据其介绍,日本电子核磁产品重新回归中国市场有很多的原因:   首先,日本电子的高层发生了变动,之前电镜优先发展的理念已经发生变化了。公司新的理念是:日本电子是科学仪器领域唯一一个可以提供全部高端科学仪器的公司,这里的高端科学仪器包括电镜、核磁、质谱。而对于科学研究的发展来说,核磁是一类非常重要的研究工具。   其次,2011年的时候,日本政府通过基金组织在核磁的研究方面作了大笔的投资,所以日本电子在核磁研究及新产品推出方面获得了大力的支持。而且在2011年,日本电子专门成立了JEOL磁共振技术研发公司(JEOL Resonance Inc.),与日本的很多高校机构、研究所都有合作,重点开发一些新的核磁共振技术。在这样一个新的研发公司的技术支持下,日本电子这两年中每年都有一些核心技术推出。   第三个原因是因为中国,2012年,日本电子在中国建立了新的销售和支持团队,从那时开始,日本电子核磁产品的销售状况得到了比较明显的改善。   困难一直存在,但机会更多   近期,核磁市场有点不大太平:安捷伦关闭了核磁测试设备相关业务,布鲁克财报中也显示出核磁共振业务面临着市场需求疲软的情况。在这种情况下,沉寂多年的日本电子核磁产品高调复出,难免让人心里&ldquo 打鼓&rdquo ,日本电子的信心来源于哪里?   对此,增泽伸一先生说,&ldquo 就像我之前说的,日本电子是一个技术导向型的公司,我们并不是以份额和利润来评价市场,而是将市场活跃度放在第一位。我们收到了来自世界各地的很多用户对与核磁产品的需求反馈,这些需求让人非常激动,日本电子感受到了这个市场的活力,决定推动核磁共振事业的发展。&rdquo   据悉,日本电子在全球发起了一个&ldquo 谱仪更新&rdquo 的活动,帮助用户更新核磁产品中的关键部件&ldquo 谱仪&rdquo 。增泽伸一先生介绍到,核磁的构成包括超导磁体和谱仪,超导磁体很多年前都已经固定了,而谱仪的技术发展是很快的,过几年就有新的电子元器件和更好的技术推出来,现在已经有很多老的谱仪和当下流行的相差很大。因此,日本电子抓住这个机会,不只是针对日本电子的用户,还有安捷伦和布鲁克的用户,日本电子希望能帮助老的用户更新他们的谱仪。   比如,安捷伦核磁产品的离开就是日本电子的一个很好的机会。夏骏先生补充道,因为安捷伦已经离开了这个市场,从安捷伦的政策上来说,安捷伦会为他的用户提供七年的售后服务保证,那么七年之后呢?安捷伦的用户一定会考虑在这七年里是不是要把硬件逐步的换成更有保证的品牌。日本电子也希望能抓住这一契机,帮助那些用户在合理的情况下解决问题。   大家都知道在中国的核磁市场中,布鲁克的产品占据了大半壁江山,如何面对这既有的压力和挑战?对此,增泽伸一先生很淡定,他说,&ldquo 无论市场上有多少竞争者,压力总是存在。不过,在目前的状况下,日本电子的机会还是比以前多很多。而且,由于日本电子在中国核磁市场中的份额还很小,所以在中国会有很大的机会,有很大的提升空间。&rdquo   从口碑出发 期待在中国的&ldquo 第二个春天&rdquo   时隔多年,重新回归中国市场,日本电子从产品到团队都做足了准备,期待在中国市场的&ldquo 第二个春天&rdquo 。   首先日本电子在中国发布了新型号的产品。日本电子以前有两款谱仪JNM-ECS和JNM-ECXⅡ/ECAⅡ,今年又推出了两款新的产品,取名ZETA系列谱仪,其中JNM-ECZS将取代JNM-ECS,JNM-ECZR将取代JNM-ECXⅡ/ECAⅡ。新的谱仪推出后,日本电子可以给大家提供做液体样品的400M的JNM-ECZS,可以做固体和液体切换的JNM-ECZR(从400M到800M)。   在资源建设方面,日本电子加大了对中国的资源建设投入,在中国组建了新的销售、服务、应用团队,希望扩大在中国核磁市场的份额。目前日本电子在中国有五个办事处,分别为北京、上海、广州、武汉和成都,总部在北京 国内有三个日本电子的员工负责中国大陆、台湾、香港和澳门地区核磁产品技术的推广 售后服务方面由日本电子自己来承担,在北京和上海设有维修中心,现在有三位工程师,可以承诺为每位用户提供周到的售后服务 而且为了在中国扩展销售渠道,日本电子将上海吉璐科学仪器有限公司设为总代理。   此外,新的日本电子 Demo实验室将于2015年在北京中关村落成,该实验室将配备核磁、电子显微镜和X射线荧光光谱仪等8台仪器。其中核磁为400M,可以做固体也可以做液体样品。   对于未来在中国的发展规划,增泽伸一先生介绍到,&ldquo 我们现在缺的是知名度,所以首先希望利用带有固体探头的核磁来打开市场,赢得口碑,这是战略的第一步。日本电子的固体核磁有许多很独特的特点,用户使用了之后就会感受到产品的优势,进而会认可这个品牌。一旦有了知名度之后我们就会拓展虽然比较小但是比较高端的生物核磁市场,另外还有常规的核磁检测市场,这个市场需求量很大。&rdquo   此外,增泽伸一先生还介绍到,未来,日本电子也会通过一些市场宣传和学术会议以及展览会让更多的用户认可日本电子的核磁产品。 采访现场   采访后记:   据介绍,目前日本电子在中国的客户有20多个,这个数字相对于中国市场1000多台的核磁产品保有量来说,在市场份额及知名度方面确实面临很大的挑战。   不过,鉴于核磁产品的特殊性,用户在培训及售后服务方面的需求更多,厂商在售后服务方面的能力必然影响其品牌口碑。而日本电子显然抓住了这样的契机,在中国配备了3个工程师,可以保证给当前以及未来更多的客户提供从容周到的售后服务。从这一层面来分析,在旁人看来用户少这一劣势,也可能正是目前日本电子核磁产品快速打开中国市场,赢得用户口碑的关键之一,正好也契合了日本电子&ldquo 以口碑战市场&rdquo 的策略。   采访编辑 叶建
  • 2021年全国电子显微学学术年会仪器技术及应用专场集锦(中)
    仪器信息网、中国电子显微镜学会联合报道:2021年10月15-17日,由中国电子显微镜学会主办、南方科技大学承办的“2021年全国电子显微学学术年会”在东莞市会展国际大酒店龙泉厅隆重召开!大会吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者1300余人出席。大会会场掠影继大会报告后,十个分会场同时上演。电子显微学的发展离不开相应仪器技术及应用的不断发展。十个分会场中的第一分会场“显微学理论、技术与仪器发展”、第二分会场“原位电子显微学表征”、第六分会场“扫描探针显微学(STM/AFM等)”、第七分会场“扫描电子显微学(含EBSD)”分别围绕电子显微学先关仪器技术及最新应用进展展开报告,以下为此四个会场的部分报告集锦,以飨读者。第一、二、六、七会场掠影第一分会场主题:“显微学理论、技术与仪器发展”报告人:浙江大学研究员 田鹤报告题目:基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试田鹤表示,电荷、轨道、自旋及其有序化的关联规律,是多学科交叉的关键科学问题。突破尺度、时间、精度等限制,实现电荷动力学研究已经成为电荷探索的迫切需求。接着围绕时空分辨难以兼顾、存在干扰/非本征分布、电荷动态成像难等电荷成像关键问题,分享了团队基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试。最后关于如何实现电荷动力学行为与超快过程探测,提出超低束流电荷成像、无干扰本征电荷分布成像、超快过程电荷动力学等具有挑战的问题。报告人:北京大学 杜进隆报告题目:4D-EELS的一些应用实例杜进隆在报告中介绍了用于表征局域声子色散分布和缺陷散射的四维电子能量损失谱技术,以及界面声子结构的测量。除了局域声子色散和缺陷散射外,4D-EELS数据集还提供了更多其它信息。报告人:中国科学院物理研究所研究员 田学增报告题目:三维原子成像方法与二维材料研究进展田学增研究员表示AET是一种研究材料三维原子结构的通用工具,可以经过优化后使用在二维材料体系里 并首次研究了单个掺杂原子和缺陷造成局部键长键角的改变,以及应力分布,并极大地影响二维半导体材料的能带结构;结合sAET和单色校正EELS(MAC-EELS),首次从实验上发现界面处局域声子震动模式的存在和结构起源。第二分会场主题:“原位电子显微学表征”报告人:天津理工大学 常亮报告题目:全固态锂离子电池空间电荷全固态锂离子电池(ASSLIBs)以其优越的安全性和能够满足高能量/功率密度要求的巨大潜力,有望成为传统锂离子电池的替代品。然而,其电极/电解质界面的锂离子传输缓慢问题仍然是一个重要挑战,造成该问题的原因主要包括:空间电荷层(SCL)、界面反应产生离子电阻产物、以及较差的物理接触。对此,常亮介绍了罗俊课题组在原位电池的加工制作、无TBO涂层的原位电池表征及分析和有TBO涂层的原位电池表征及分析方面的工作。相关研究实现了SCL对界面锂离子输运效应的原位可视化,并利用原位DPC-STEM提供了直接的实验证据,证明了在ASSLIBs中界面锂离子的积累。研究表明,原位演示在LCO包覆一层BTO能够降低SCL效应。报告人:上海交通大学教授 刘攀报告题目:纳米多孔金属中的位错与原子扩散行为纳米结构金属材料通常具有优异的力学性能,而单体纳米结构金属材料中的位错行为区别于宏观块体材料,所以研究表界面微观变形行为对理解提升纳米结构材料力学性能至关重要。因此,刘攀教授对纳米多孔金属等的位错滑移与表面原子扩散、位错攀移与晶界原子扩散进行了系统性研究。报告人:南昌大学教授 费林峰报告题目:先进功能性碳材料生长机理的原子尺度原位研究费林峰教授的报告中介绍了原位电镜的研究成果以及先进碳材料的研究进展。报告中利用原位TEM对先进碳材料的动态生长过程进行了一系列全面的观察,从微观上揭示了原位退火过程中一系列重要的形貌和结构转变机制,该研究为理解碳纳米材料的尺寸、形状和表面结构的实际应用铺平了道路;通过原位TEM可以更好地理解碳材料与化学反应、材料生长和表面工程相关的基本问题。第六分会场主题:“扫描探针显微学(STM/AFM等)报告人:武汉大学教授 袁声军报告题目:复杂量子体系的大尺度模拟及其在STM成像中的应用袁声军教授在报告中介绍,Tipsi是一个开源的模拟软件包,用于各种tight-binding计算,范围从微观到宏观,内部模块包括石墨烯及其衍生物、过渡金属二卤化物、黑磷、锑和分形;其他量子系统的应用可以通过简单地定义原子结构和tight-binding参数来实现。报告人:复旦大学教授 吴施伟报告题目:Defects in transition metal dichalcogenide monolayer吴施伟教授报告中介绍了对晶界原子结构的研究,回答了“晶界是否导电?”、“为什么大多数dl/dV光谱都有间隙?”等问题;研究了能隙与边界长度的关系,探讨了衬底、掺杂和对称性的影响。第七分会场主题:“扫描电子显微学(含EBSD)”报告人:中国科学院沈阳金属研究所 刘腾远报告题目:双相不锈钢中微观变形机制研究王培课题组研究了双相不锈钢中的微观变形机制。结果表明,当奥氏体开始屈服时,开始产生应变和应力分配。当铁素体开始屈服时,在奥氏体晶粒中产生的应变扩展到相邻的铁素体晶粒中。当奥氏体与铁素体均发生屈服后,奥氏体与铁素体的相互作用更加明显。较软的奥氏体相会在变形过程中变成较硬的相,导致变形过程中两相之间更强列的动态应变应力分配。大会更多精彩内容,敬请关注专题报道【点击报道专题链接】。
  • 行业前沿——带你走进全息黑科技
    前不久,法国总统的竞选大会上,左翼总统候选人梅朗雄在法官大选中首次使用了全息投影技术辅助演讲,利用3D投影,梅朗雄同时现身在两个会场,获得了最大的关注,这是第一次有候选人将全息投影技术直接应用在竞选中。期间,梅朗雄的支持者纷纷掏出手机为他和他的“分身”拍照。3D投影技术在政府、商场等各领域可以达到出人意料的效果。你还以为全息技术是这样的吗?电影《星球大战》里的机器人投出全息影像 首先我们要明确一点,全息和3D显示不存在谁包含谁的问题,他们是有交叉的两个概念。只是,全息技术是一项很有前景的3D显示技术。 另外,全息技术除了应用在3D成像,还广泛用在测量、存储、加密、防伪等各个方面,实际上大家日常生活中经常见到的各种镭射防伪商标,就是全息技术的一大应用。解读全息技术 当我们看一张照片时,你怎么来判断照片里的物体有多远? 一般情况下可以根据物体之间的遮挡关系、近大远小的经验和画面中的阴影等信息来判断,但是缺少了观看真实物体时的立体感。因为使用相机进行拍摄时,记录的只是物体的光强信息,而物体的深度信息是包含在相位当中的。 既然如此,是否可以通过某种方式,将光线的强度信息和相位信息同时记录下来呢? 这就是“全息”思想的来源。所谓“全息”,其实是个科学上创造的名词,本意即指可以同时呈现强度和相位信息的技术,类似地,英文中会冠以“holo-”开头,表达全息相关名词。 比较麻烦的一点就是,我们手中用来记录光线的物质都只是对光强敏感,而不是对相位敏感。因此要一个方法,利用记录光强的物质将相位的分布记录下来。科学家们发现,光的干涉恰好可以满足需求。 其第一步是拍摄过程,利用干涉原理来记录物体光波信息: 被拍摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。 其第二步是成象过程,这是利用衍射原理再现物体光波信息: 全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。 进击的全息传统(光学)全息术 ? 数字全息术 ? 计算全息术 若是去科技馆的话,经常会见到传统全息术的展品。从3D显示的效果来说,传统全息术的显示效果还是非常棒的,但是难以实现动态显示,而且干板价格比较昂贵,也不利于复制和传播。 随着数字式感光器件的发展,科学家意识到,就如同数码相机取代胶片相机一样,可以将干板换成CCD或者CMOS。由于记录下来的信息是数字化的,所以可以用计算机进行处理,即便没有参考光束,也可以用计算机计算出复现的图像,进行研究。 所谓计算全息,其实就是抛开了干涉图的记录过程,直接将光场分布使用计算机通过数学运算计算出来。这样做有一个巨大的好处,那就是可以实现任意物体的全息显示,即便这个物体在现实中并不存在。因此许多产品的防伪标识都可以使用这种方式来实现。知识扫盲区 全息技术不同于虚拟现实技术(VR)与增强现实技术(AR)。 全息是一种图像的展示方式,呈现三维立体形式,有物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息,AR与全息投影技术所呈现的虚拟图像都可以叫做全息。然而,全息投影与AR有着不同的技术实现手段。 全息投影也叫虚拟成像,是利用衍射原理记录并再现物体真实三维图像的技术,也就是通过记录被摄物体反射或投射光波中的信息并完全重建图像,是完全可以通过裸眼来体验的。 AR是将虚拟图像准确叠加到现实中物体上的技术;VR是通过佩戴上VR设备,在眼前覆盖一个完全虚拟的景象,通过动作的追踪,进行场景的模拟。 全息的应用 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟,但其应用范围还相对较窄,国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。全息投影在展柜的商业运用中,多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°和270°展台,内容多数是比较简单的旋转动画,当然也有用于展示游戏角色的,角色有比较简单的动作。 在舞台的商业运用中,为满足舞台的观赏角度,以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。 在房地产展示中,全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用,减少电子沙盘、样板间模型售罄即废的资源浪费情况。而且展示内容以数字影像方式存在,展示内容灵活多变,内容量巨大,还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。 在传统照片中的应用,全息投影照片将传统的二维平面图转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像,消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中,操作方式同将电子照片放到电子相框一样方便简单,但相对于电子照片,全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新震撼的。 当然,全息投影的应用还有很多方式,如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影只能引导员等等。全息的前景 随着技术的不断成熟以及单位材料成本的下降,或者出现更好的替代投射材料,在这之后,作为综合性的能研究开发并提供整体解决方案和相关服务,提供硬件集成和展示内容制作一站式解决方案的供应商或许会脱颖而出,获得不菲的收益。 作为可以帮助人类解决一部分空间问题的显示技术,其应用领域及可预见的发展前景是我们难以想象到的。虽然目前仍然存在着一系列的问题,但毋庸置疑,我们相信全息投影行业具有极大的市场前景。 作为一种具有颠覆意义的革命性技术,我们可以预见到全息投影技术在很多方面具有非常巨大的、革命性的应用价值,在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、娱乐场合、酒吧、KTV房、DISCO等等场所都能获得广泛的应用。
  • 2021年全国电子显微学学术年会仪器技术及应用专场集锦(下)
    仪器信息网、中国电子显微镜学会联合报道:2021年10月15-17日,由中国电子显微镜学会主办、南方科技大学承办的“2021年全国电子显微学学术年会”在东莞市会展国际大酒店龙泉厅隆重召开!大会吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者1300余人出席。大会会场掠影继大会报告后,十个分会场同时上演。电子显微学的发展离不开相应仪器技术及应用的不断发展。十个分会场中的第一分会场“显微学理论、技术与仪器发展”、第二分会场“原位电子显微学表征”、第六分会场“扫描探针显微学(STM/AFM等)”、第七分会场“扫描电子显微学(含EBSD)”分别围绕电子显微学先关仪器技术及最新应用进展展开报告,以下为此四个会场的部分报告集锦,以飨读者。第一分会场主题:“显微学理论、技术与仪器发展”报告人:广东生物岛实验室研究员 徐强报告题目:高通量扫描投射显微镜生物岛实验室的徐强研究员分享了自己在对抗新冠疫情工作中对科研方向的调整。重点介绍了两部分的工作,其一介绍了生物岛实验室场高通量病理切片成像仪SmartView的工作原理,就其高通量、高分辨和全自动等核心优势做了系统的分析讲解。其二介绍了微流控芯片的工作原理,展示了微流控芯片对微量液体的精准分离,提取、混合的控制机理,说明了微流控芯片及其操作系统在自动化生化反应检测中的应用,以及在自动化生物成像中的应用前景。报告人:湖南大学助理教授 明文全报告题目:IDART:一种针对多灰度图像的离散代数重构技术明文全老师改进了离散代数重构算法,该方法以二维边界为限制条件,将各连通域的重数赋值给该连通域,使得该方法无须以灰度数量和灰度值作为初始条件,提高了离散代数三维重构方法的可用性。相比于以往的离散代数重构方法,该方法在多灰度图像的重构中有巨大的优势,并且对噪音和缺失锥假象有较高的抑制效果。该方法可精确恢复图像中各区域的灰度值,因此可用于区分不同成分的物质。报告人:中国科学院物理研究所副研究员 姚湲报告题目:磁性斯格明子的三维重构姚湲首先分享了磁性斯格明子的不同形态及电镜表征方式,表征中的若干假象包括TIE数据处理带来的假象、二维投影的假象等。接着经过相关研究表明:必须通过三维磁性结构来判断磁性斯格明子的类型;MnNiGa中的磁泡斯格明子形态容易发生变化;磁泡斯格明子的类型变化时,改变手性,极性不变等。报告人:浙江大学研究员 田鹤报告题目:基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试田鹤表示,电荷、轨道、自旋及其有序化的关联规律,是多学科交叉的关键科学问题。突破尺度、时间、精度等限制,实现电荷动力学研究已经成为电荷探索的迫切需求。接着围绕时空分辨难以兼顾、存在干扰/非本征分布、电荷动态成像难等电荷成像关键问题,分享了团队基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试。最后关于如何实现电荷动力学行为与超快过程探测,提出超低束流电荷成像、无干扰本征电荷分布成像、超快过程电荷动力学等具有挑战的问题。颁发优秀报告奖并留影(部分代表)第二分会场主题:“原位电子显微学表征”报告人:南方科技大学教授 谷猛报告题目:电池反应的原位透射电镜表征—固态电解质层成膜机理的显微分析据介绍,电极在锂离子脱嵌中会发生巨大变化,锂枝晶和固态电解质层SEI对水、氧、电子束敏感,对锂离子电池的固体电解质界面膜(SEI膜)的研究显得尤为重要。谷猛教授课题组利用超低剂量冷冻电镜在原子尺度表征SEI证实SEI中无定形态的广泛分布,完善了Peled马赛克模型,指出Li2CO3不稳定性,需要其他组分包覆才能稳定SEI;开展超低剂量高分辨冷冻电镜3D成像研究枝晶和SEI三维原子结构揭示电子束敏感枝晶和SEI结构。谷猛表示,未来还需要回答死锂怎么产生、如何调控SEI稳定性和机械性能、SEI稳定性和循环机理、固态电池界面结构等问题。报告人:燕山大学教授 唐永福报告题目:固态电池的原位电镜研究液态锂离子电池中的液态电解质安全性问题日益突出,能量密度接近极限,固态电池是高能量密度动力电池的必然选择,发展基于金属锂负极的固态电池是可充放电储能装置的终极目标,实现有液体电池向固体电池的快速跨越是未来动力电池的重大产业需求。基于此,唐永福教授进行了锂/钠金属负极失效及保护的原位电镜研究、金属-空气电池正极充放电的原位电镜研究和硫正极充放电的原位电镜研究。唐永福表示,原位电镜研究可实现电池充放电过程结构演变的原子尺度可视化;离子传输和电子传导的定量是固态电池原位电镜研究的下一个目标;电镜原位测试与宏观电池物理本质的关联依然面临挑战;透射电镜的原位研究与扫描电镜和光学显微镜的原位研究配合,可实现多尺度的全息研究。报告人:天津理工大学 常亮报告题目:全固态锂离子电池空间电荷全固态锂离子电池(ASSLIBs)以其优越的安全性和能够满足高能量/功率密度要求的巨大潜力,有望成为传统锂离子电池的替代品。然而,其电极/电解质界面的锂离子传输缓慢问题仍然是一个重要挑战,造成该问题的原因主要包括:空间电荷层(SCL)、界面反应产生离子电阻产物、以及较差的物理接触。对此,常亮介绍了罗俊课题组在原位电池的加工制作、无TBO涂层的原位电池表征及分析和有TBO涂层的原位电池表征及分析方面的工作。相关研究实现了SCL对界面锂离子输运效应的原位可视化,并利用原位DPC-STEM提供了直接的实验证据,证明了在ASSLIBs中界面锂离子的积累。研究表明,原位演示在LCO包覆一层BTO能够降低SCL效应。颁发优秀报告奖及留影(部分代表)第六分会场主题:“扫描探针显微学(STM/AFM等)报告人:武汉大学教授 张晨栋报告题目:一维范德华材料:制备、堆叠、能带结构与电子相关联调控张晨栋首先介绍了2017年至今四年多以来,武汉大学低维物理实验室建设情况,相关设备包括极低温、强磁场扫描隧道显微镜,原子力显微镜,分子束外延生长等。团队研究方向包括二维范德瓦尔斯材料及其各种异质结构的成长、结构和物性,低维体系的新奇量子现象等。接着介绍了围绕M6X6的单根纳米线生长及wire-by-wire堆叠、vdW堆叠对M6X6电子结构的调控等问题,团队开展的系列研究进展。报告人:北京师范大学 郑旗报告题目:石墨烯/二硒化钨异质结量子点中电子回音壁模式和原子塌缩态共存Klein tunneling效应和原子塌缩态(ACS)是高能物理和凝聚套物理的桥梁,郑旗主要从电子回音壁模式和原子塌缩态共存、原子塌缩态下磁场向朗道能级的演化两部分进行介绍。研究表明库伦状静电势导致原子塌缩态和WGM模式共存;磁场下的原子塌缩态的行为——朗道能级轨道劈裂和塌缩态到朗道能级的演化。颁发优秀报告奖及会后留影(部分代表)第七分会场主题:“扫描电子显微学(含EBSD)”报告人:中国科学院沈阳金属研究所 刘腾远报告题目:双相不锈钢中微观变形机制研究王培课题组研究了双相不锈钢中的微观变形机制。结果表明,当奥氏体开始屈服时,开始产生应变和应力分配。当铁素体开始屈服时,在奥氏体晶粒中产生的应变扩展到相邻的铁素体晶粒中。当奥氏体与铁素体均发生屈服后,奥氏体与铁素体的相互作用更加明显。较软的奥氏体相会在变形过程中变成较硬的相,导致变形过程中两相之间更强列的动态应变应力分配。报告人:上海大学副研究员 白琴报告题目:晶界特征分布对316L不锈钢应变协调性的影响不锈钢由于其良好的综合性能,在石油、化工、建筑、宇航、核电等领域得到了广泛应用,而通过“晶面工程”(GBE)技术可以提高材料性能。基于此,白琴研究员报告了GBE工艺处理后的晶界特征分布对316L不锈钢室温拉伸力学性能的影响和GBE样品变形过程中,具有特殊取向关系(不同特征晶界)晶粒之间形变协调关系。报告人:重庆大学 温鑫报告题目:一种新型亚稳态β钛合金微观组织演变特征及形变机理因为优异的综合性能,高强韧钛合金是航空制造所需的关键材料,温鑫报告介绍了一种型亚稳态β钛合金的微观组织演变特征及形变机理研究过程。结果表明,β相区固溶与退火工艺分别形成多边体细片层组织与纳米孪晶协调的粗片层组织;纳米孪晶具有更强变体选择效应,通过应变协调计算证明V3变体具有较好的应变协调效率;位错滑移、多边体孪晶及P-FCC的形成共同承担塑性应变等。颁发优秀报告奖及留影(部分代表)大会更多精彩内容,敬请关注专题报道【点击报道专题链接】。
  • 全部12982个!2021年最新SCI影响因子全名单(附带EXCEL下载)
    昨日,网上流传一份SCI影响因子名单,且只有400个期刊的影响因子。部分网友吐槽:我们的专业不配出现在TOP400上。小编最新整理一份最全的SCI影响因子全名单,涉及12982个被收录的期刊,包含其SCI期刊总被引数、影响因子、特征因子。今年,多个学科领域的期刊影响因子迎来暴涨。位列榜首的神刊CA-A CANCER JOURNAL FOR CLINICIANS影响因子高达508.702,远远甩开第二名的NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY(影响因子94.444)。两大综合类顶级期刊NATURE和SCIENCE的影响因子分别是49.962和47.728。以材料领域为例子,目前最热门的能源方向,影响因子再创新高,Nature旗下能源方向的Nature Energy影响因子已经高达60.858。而顶级期刊ADVANCED MATERIALS的影响因子也突破了30大关,高达30.849。全部期刊可点击下方“2021年最新SCI影响因子全名单”进行下载查看。2021年最新SCI影响因子全名单.xlsx
  • 国内首台中子全散射谱仪已完成300多项用户实验
    8月12日,中国散裂中子源“多物理谱仪关键技术与应用”项目科技成果鉴定会在广东东莞举行。经专家鉴定,多物理谱仪填补了国内中子全散射谱仪的空白,综合性能达到同类型谱仪国际先进水平,关键指标国际领先,取得了一批国际一流研究成果。鉴定现场。张玮 摄多物理谱仪是散裂中子源科学中心、东莞理工学院和香港城市大学共同建设的国内首台中子全散射谱仪,也是在国家重大科技基础设施中国散裂中子源上建成的第一台合作谱仪。东莞市副市长黎军在致辞时表示,多物理谱仪的建设,显示了粤港科技合作的巨大潜力,要充分发挥大科学装置的引领作用,深化粤港科研合作,带动东莞乃至粤港澳大湾区科技企业的蓬勃发展。据中国科学院高能物理研究所研究员、多物理谱仪负责人殷雯介绍,多物理谱仪运行3年来,完成300多项用户实验,研究领域包含电池与能源、化学与环境、合金材料、稀土与磁性材料等,为材料科学、物理学、化学、环境等领域提供了不同有序度的结构研究平台,在服务国家重大需求、产业需求与基础研究领域取得了一批重要成果,在《自然》等期刊上发表高水平论文100余篇。来自松山湖材料实验室、大湾区大学(筹)、中国科学院物理研究所、中国科学院金属研究所、中山大学、北京大学深圳研究生院、香港中文大学、澳门大学、南方科技大学的9位专家组成的鉴定委员会,认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料,考察了现场,经过认真、细致质询讨论,他们一致认为,多物理谱仪填补了国内中子全散射谱仪的空白,综合性能达到同类型谱仪国际先进水平,关键指标国际领先,同意通过科技成果鉴定。多物理谱仪关键技术指标,样品处单位功率中子通量处于国际同类型谱仪的领先水平,谱仪衍射分辨率和实空间分辨率达到国际同类型谱仪的最好水平。同时,多物理谱仪研制过程中,也产生了一系列关键技术突破,首次成功研制了国产位置灵敏型氦三管探测器,并实现工程应用,性能达到了国际先进水平,实现“从0到1”突破,为后续谱仪探测器自主化研制奠定了坚实的基础。此外,研究团队自主开发了首个用于中子衍射与对分布函数数据规约的国产软件,构建全散射数据采集与分析技术全链条,实现中子全散射数据规约软件的国产化。记者了解到,多物理谱仪是港澳地区首次参与投资建设的大型科学实验设施,支撑了包括粤港澳大湾区在内的高校、科研院所与企业的前沿研究和技术开发,具有不可替代的示范引领作用。多物理谱仪为先后成立的“中国科学院-香港地区中子散射科学技术联合实验室”和“粤港澳中子散射科学技术联合实验室”提供了关键支撑。
  • 预算约1.5亿元!中科院微电子所2022年仪器采购意向汇总
    为优化政府采购营商环境,提升采购绩效,《财政部关于开展政府采购意向公开工作的通知》(财库〔2020〕10号)等有关规定要求各预算单位按采购项目公开采购意向,内容应包括采购项目名称、采购需求概况、预算金额、预计采购时间等。近两年来,各大高校、科研院所等纷纷在相关平台公布本单位政府采购意向。中国科学院微电子研究所(以下简称“微电子所”)是国内微电子领域学科方向布局最完整的综合研究与开发机构,是国家科技重大专项集成电路装备及工艺前瞻性研发牵头组织单位,是中国科学院大学微电子学院(国家示范性微电子学院)的依托单位,是中国科学院集成电路创新研究院的筹建依托单位。微电子所目前拥有2个基础研究类中国科学院重点实验室(微电子器件与集成技术重点实验室、硅器件技术重点实验室),5个行业服务类研发中心(EDA中心、集成电路先导技术研发中心、系统封装与集成研发中心、中科新芯三维存储器研发中心、光刻总体部),7个行业应用类研发中心(通信与信息工程研发中心、新能源汽车电子研发中心、健康电子研发中心、智能感知研发中心、智能制造电子研发中心、智能电子系统研发中心、电磁信息智能应用研究中心),4个核心产品类研发中心(硅器件与集成研发中心、高频高压器件与集成研发中心、微电子仪器设备研发中心、光电研发中心)。 微电子所与北京大学、清华大学、复旦大学等高校和武汉新芯、上海华力、华润微电子、北方微电子等企业结为战略合作伙伴,在北京、江苏、湖北、四川、广东、湖南等省市开展科技成果转移转化,在我国微电子领域拥有广泛的影响,为支撑我国微电子产业核心竞争力发挥了不可替代的重要作用。 成果的产出和人才的培养都离不开仪器的支持,微电子所每年都会投入一定的经费采购科学仪器,以建立具有国际先进水平的实验研究和测试平台。为方便仪器信息网用户及时了解仪器采购信息,本文特对微电子所2022年仪器设备类政府采购意向进行了整理汇总。共收集到21个采购项目,预算金额相加约1.5亿元,采购品目涉及示波器、探针台、ALD、键合机、清洗机、退火炉等多种仪器类型。中国科学院微电子所2022年政府采购意向汇总表序号采购项目名称采购品目预算金额(万元)预计采购日期项目详情15.7寸移动作业终端A021199-其他电子和通信测量仪器2003月详情链接2示波器A032199-其他电工、电子专用生产设备1343月详情链接3多通道高精度阻抗谱分析子系统A02100305-电子光学及离子光学仪器285.244月详情链接4直流-6GHz 多频段微弱电信号高性能分析测试平台A02100305-电子光学及离子光学仪器389.84月详情链接512英寸晶圆贴膜揭膜减薄一体机A032199-其他电工、电子专用生产设备12005月详情链接612英寸芯片至晶圆微米级混合键合一体机A032199-其他电工、电子专用生产设备49305月详情链接7PA-连续波/脉冲功率测试系统A02100305-电子光学及离子光学仪器4405月详情链接8精密电感耦合等离子刻蚀系统A032199-其他电工、电子专用生产设备3505月详情链接912吋晶圆底填机A032199-其他电工、电子专用生产设备1306月详情链接1012吋晶圆助焊剂清洗机A032199-其他电工、电子专用生产设备6006月详情链接1112英寸超薄晶圆划片机A032199-其他电工、电子专用生产设备1706月详情链接1212英寸晶圆化学机械抛光机A032199-其他电工、电子专用生产设备17006月详情链接1312英寸晶圆键合退火炉A032199-其他电工、电子专用生产设备2006月详情链接1412英寸晶圆清洗机A032199-其他电工、电子专用生产设备3006月详情链接15大功率快脉冲测试仪A032199-其他电工、电子专用生产设备215.236月详情链接16高精度靶点识别与成型设备A032199-其他电工、电子专用生产设备1406月详情链接17三维堆叠键合机A032199-其他电工、电子专用生产设备7006月详情链接18大功率高温探针台A032199-其他电工、电子专用生产设备250.37月详情链接19清洗设备研发A032199-其他电工、电子专用生产设备1257月详情链接20多场原位电子全息三维高分辨成像系统A02100305-电子光学及离子光学仪器163512月详情链接21多腔室新型高k金属栅ALD生长系统A032199-其他电工、电子专用生产设备85012月详情链接值得而注意的是,微电子所除了采购仪器设备外,还采购了总额超四千万的流片服务。在集成电路设计领域,“流片”指的是“试生产”,就是说设计完电路以后,先生产几片几十片,供测试用。如果测试通过,就照着这个样子开始大规模生产了。流片服务采购意向汇总序号采购项目名称采购品目预算金额(万元)预计采购日期项目详情1砷化镓流片和SOI流片加工C0908-其他专业技术服务8103月详情链接2流片加工C0908-其他专业技术服务1302月详情链接3新型存储器流片加工服务C0908-其他专业技术服务3003月详情链接4测试调试C0908-其他专业技术服务1205月详情链接5芯片流片C0908-其他专业技术服务1205月详情链接6小芯片加工制造C0908-其他专业技术服务1506月详情链接7芯片分析C0908-其他专业技术服务1506月详情链接8MPW投片费C0908-其他专业技术服务1707月详情链接9流片C0908-其他专业技术服务1957月详情链接10流片、制版C0908-其他专业技术服务1907月详情链接11流片、制版C0908-其他专业技术服务2557月详情链接12流片、制版C0908-其他专业技术服务50944743详情链接13封装加工服务C0908-其他专业技术服务25012月详情链接14流片费C0908-其他专业技术服务10012月详情链接15流片加工服务C0908-其他专业技术服务70012月详情链接
  • 深圳先进院开发出相控阵全息声镊在体操控细胞新技术
    “隔空取物”是人类的梦想。这种科幻超能力现被超声科技实现并可望用于治病救人。近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑海荣团队开发出一种相控阵全息声镊操控技术,在生物体及血流中实现了对含气囊细菌群的无创精准操控和高效富集,在动物模型中实现了肿瘤靶向治疗应用。相关研究成果以In-vivo programmable acoustic manipulation of genetically engineered bacteria为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。该相控阵全息声镊系统基于高密度面阵列换能器产生可调谐三维体声波,通过对空间声场在活体血管内等复杂环境中的时空精准调控,在活体血管内等复杂环境中操控了含气囊细菌团簇,使其精准地移动到目标区域并发挥治疗功能,有望为肿瘤的靶向给药和细胞治疗等提供理想手段。光、声、电、磁等经典物理手段是实现“隔空取物”非接触操控物体的可能途径。光镊操控技术于2018年获得诺贝尔物理学奖,在微纳尺度颗粒操控上展示出精准优势,但存在对非透明生物体穿透深度有限的问题;磁镊一般需要磁性颗粒的结合,易导致细胞活性受影响。相较而言,基于高频声波梯度声场设计的声镊技术是一种通过声波与目标物体相互作用产生辐射力以实现非接触操控物体的方法,在非透明生物体系中具有作用力大、穿透性强、操控通量高等优势。基于空间体波的相控阵全息声镊具有声场时空动态调控能力且实验架构灵活,是生物体等复杂环境内实现对目标进行靶向操控的理想手段。      郑海荣带领的深圳先进院医学成像团队,经过十多年声操控技术积累,基于超声辐射力作用原理,利用高密度二维平面阵列和多通道可编程电子系统,结合空间声场调制、超声成像和时间反演算法,提出并构建了可编程相控阵全息声镊理论、技术和仪器体系,为生物体等复杂环境下的精准声操控奠定了基础(图1)。该团队分析不同声对比系数粒子受到的声辐射力,完成初步的理论验证;模拟活体组织环境,利用时间反演矫正声波畸变,构建复杂环境中精准声操控的模型;交替发射超声成像与操控脉冲,实现非透明介质中超声成像实时引导的三维声镊。该团队继续在相控阵全息声镊领域深耕,推动了二维高密度超声阵列的微型化以及融合显微成像,初步实现了细胞、微生物等的离体三维声操控验证,进一步结合基因编辑等技术,推进了可编程相控阵全息声镊在各领域的关键应用。该工作推动相控阵全息声镊高精度高通量操控技术取得了生物医学应用的突破,实现了在体声操控细菌对于实体肿瘤的靶向治疗(图2)。     从理论研究层面,该团队提出了复杂声场环境中声辐射力离散表达与计算理论,解决了复杂声场的任意结构微粒受力量化表征的问题,并探究了复杂环境中空间声场作用下操控目标的动力学行为。从工程研发层面,该团队通过长期的技术探索与积累,攻克了高密度声镊换能器研发中声场设计和制造工艺等难题,研制了二维高密度超声换能器阵列,利用全息元素构建和时间复用的方法,结合多通道高精度时间反演超声激励,实现了强梯度声场生成和复杂声场的时空动态调控。从生物医学应用层面,该团队利用基因编辑技术,在细菌细胞中产生了亚微米气体囊泡,提升了细菌的超声敏感性,增强了其受到的声辐射力,使得含气囊细菌可以克服流体拉力,驱使它们在焦点区域聚集形成团簇(图3)。     当工程菌被聚集成团簇后,通过电子控制声束沿着预设可编程的轨迹移动,如在分叉微流腔中的细菌团簇可以选择性地通过分叉口,或在无边界条件下沿着字母A形进行移动,或同时操控两个团簇沿着矩形路径移动。整个团簇的轨迹与预设路径匹配。利用全息声元素构架法,阵列可以产生具有不同拓扑电荷的聚焦涡旋。当预设的拓扑荷数发生变化时,含气囊细菌团簇所显示的涡旋场模式随之发生变化。由于角动量的存在,团簇可以围绕涡旋中心连续旋转。     生物体组织结构复杂易引起声波畸变,且高速血流的存在阻碍了血管内的声操控。该团队结合相控阵全息声镊与显微成像,构建动物模型,实现了在活体动物水平通过电子控制声束对含气囊工程细菌进行可编程操控。在小鼠尾静脉注射工程菌后,该研究利用小鼠透明背脊皮翼视窗模型进行观察,打开相控阵全息声镊,使得工程菌在声束焦点处聚集。研究通过对含气囊工程菌和普通大肠杆菌分别在小鼠背部浅表血管中进行声捕获比较发现,只有含气囊工程菌可以被捕捉在聚焦声束中心,并在血管中形成簇状。进一步,研究在不同直径的血管也尝试对含气囊工程菌进行声捕捉。进一步,通过电子偏转声束,研究实现了含气囊工程菌的体内声操控。在声镊操控下,含气囊工程菌可以沿着血管前后移动,还可以选择性地穿过血管分叉。声镊可以同时操控两个工程菌团簇在同一条血管中,将其彼此靠近或远离。上述研究表明,相控阵全息声镊系统操控含气囊细菌团簇的运动可严格按照程序设置进行,展示出优异的时空操控精度,使这些细菌能够逆流或按需流动到活小鼠的预设血管中。     进一步,高通量相控阵全息声镊操控技术可以显著提高肿瘤中工程细菌的聚集效率,并结合细菌的肿瘤杀死活性,抑制了肿瘤的生长速度,延长了荷瘤小鼠的生存期(图4)。     本研究证明了相控阵全息声镊仪器系统可以作为活体内非接触精准操控细胞的新工具。以相控阵全息声镊为手段,功能细胞及细胞球为载体,在免疫细胞治疗、组织工程、靶向给药等方面颇有应用前景。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院和深圳市科技创新委员会等的支持。 图1.相控阵全息声镊系统示意图(Research,2021)图2.相控阵全息声镊系统在体操控细胞示意图(Nature Communications,2023)     图3.声聚集基因编辑细菌和普通细菌对比图4.声操控基因编辑细菌治疗肿瘤实验
  • 合肥研究院等在拓扑磁结构的转变研究中取得进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心研究团队等利用透射电镜定量电子全息磁成像技术,在单轴手性磁体Cr1/3NbS2中发现了磁孤子向磁斯格明子的拓扑相变。相关研究成果发表在Advanced Materials上。拓扑磁结构是构筑新型磁存储器的基本单元。在手性磁体中,拓扑磁结构的形成和自旋构型取决于Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的类型。例如在单轴手性磁体中(如Cr1/3NbS2),会形成周期可调的磁孤子;在立方非中心对称的手性磁体中(如FeGe、Mn1.4PtSn),会形成磁斯格明子或反斯格明子。具有不同自旋构型的拓扑磁结构之间可以发生转换,例如斯格明子和麦韧、斯格明子和反斯格明子、斯格明子和磁泡等。在单一材料中,利用两种不同类型的拓扑磁结构分别存储二进制数据“0”和“1”,对于拓扑磁存储器件的构筑具有实际意义。然而,由于DM(Dzyaloshinskii–Moriya)作用类型不同,手性磁孤子和斯格明子之间的拓扑转换一直受到限制。针对这一问题,研究团队利用几何边界限域效应,通过对磁孤子两端磁结构的调制,打破了DM作用的限制,在单轴手性磁体Cr1/3NbS2中实现了磁孤子向磁斯格明子的拓扑相变;利用透射电镜电子全息磁成像技术,发现新形成的斯格明子是长度可调的,并且上下末端由两个拓扑荷为1/2的麦韧组成,拓扑磁结构的总拓扑荷为单位1。研究人员在实验上也发现了这一拓扑相变的厚度依赖性,表明偶极-偶极相互作用在相变过程中发挥了重要作用,与微磁模拟的结果一致。这一发现丰富了拓扑磁结构家族,对于构筑新型磁电子学器件具有重要意义。上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项等项目的支持。DM作用类型与对应的拓扑磁结构(左);电子全息技术揭示单轴手性磁体Cr1/3NbS2中发现的磁斯格明子(右)
  • 英国剑桥大学刘子维:全息术助力表面形貌的干涉测量
    全息术是一种能够对光波前进行记录和重建的技术,自从 1948 年匈牙利-英国物理学家 Dennis Gabor 发明全息术以来,该技术不仅得到了显微学家,工程师,物理学家甚至艺术家等各领域的广泛关注,还使他获得了 1971 年的诺贝尔物理学奖。干涉术作为光学中另一个主要研究领域,是利用光波的叠加干涉来提取信息,其原理与全息术都是用整体的强度信息来记录光波的振幅和相位,虽然记录的方法有很大不同,但随着 20 世纪 90 年代,高采样密度的电子相机的出现,可用来记录数字全息图,则进一步增强了二者的联系。近日,针对全息术对表面形貌的干涉测量的发展的推动作用,来自美国 Zygo Corporation 的 Peter J. de Groot、 Leslie L. Deck,中国科学院上海光机所的 苏榕 以及德国斯图加特大学的 Wolfgang Osten 联合在 Light: Advanced Manufacturing 上发表了综述文章,题为“Contributions of holography to the advancement of interferometric measurements of surface topography”。本文回顾了包括相移干涉测量,载波条纹干涉,相干降噪,数字全息的斐索干涉仪,计算机生成全息图,震动、变形和粗糙表面形貌和使用三维传输方程的光学建模七个方面,从数据采集到三维成像的基本理论,说明了全息术和干涉测量的协同发展,这两个领域呈现出共同增强和改进的趋势。图1 全息术的两步过程图2 干涉术的两步过程相移干涉测量术 因为记录的光场的复振幅被锁定在强度图样中的共同基本原理,全息术和干涉测量术捕获波前信息也是一个常见的困难,用于表面形貌测量的现代干涉仪中,常用相移干涉测量术(PSI)来解决这个问题,PSI 的思路是通过记录除了它们之间的相移之外几乎相同的多个干涉图,以获取足够的信息来提取被测物体光的相位和强度。Dennis Gabor 早在 1950 年代搭建的全息干涉显微镜使用偏振光学隔离所需的波前,引入除相移外两个完全相同的全息图。如图3所示,Gabor 的正交显微镜使用了一个特殊的棱镜,在反射光和透射光之间引入了 π/2 的相移。因此,可以说,用于表面测量的 PSI 首先出现在全息术中,然后独立出现在干涉测量术中。PSI 现在被广泛用于光学测试和干涉显微镜,虽然许多因素促成了其发展,但其基本思想可以追溯到使用多个相移全息图进行波前合成的最早工作。图3 Gabor正交显微镜简化示意图载波条纹干涉测量术 通过使用角度足够大的参考波来分离 Gabor 全息图中的重叠图像,从而使全息图形成的重建真实图像和共轭图像在远场中变得可分离,是全息术的重大突破之一, 到 1970 年代,人们意识到传播波阵面的远场分离等价物可以在没有全息重建的情况下模拟干涉测量。这一概念在 1982 年武田 (Takeda) 的开创性工作中广受欢迎,他描述了用于结构光和表面形貌的干涉测量的载波条纹方法。载波条纹干涉测量术的基本原理源自通信理论和 Lohmann 对全息重建过程的傅里叶分析。到 2000 年代,计算机和相机技术已经足够先进,可以使用高横向分辨率的二维数字傅里叶变换进行实时数据处理,赋予了载波条纹干涉技术的新的生命。图4 从干涉图到最后的表面形貌地图的过程此外,在菲索干涉仪中,参考波和物体表面的相对倾斜会导致相机处出现密集的干涉条纹。如果仪器在离轴操作时,具有可控制或可补偿的像差,所以只需要对激光菲索系统的光机械硬件进行少量更改,就可以实现这种全息数据采集。因此,载波条纹干涉仪通常是提供机械相移的系统的选择。相干降噪 虽然可见光波段激光器的发明给全息术带来重要进展,然而,在全息术和干涉测量术中不使用激光的主要原因是,散斑效应和来自尘埃颗粒和额外的反射而产生的相干噪声。通过仔细清理光学表面只能很小部分的噪声,而围绕系统的光轴连续地旋转整个光源单元就可以解决这个问题。如果曝光时间很长,这种运动会增强所需的静态图样,同时平均化掉大部分相干噪声。常用的实现平均化的方式包括围绕光轴旋转光学元件、沿着照明光移动漫射器、用旋转元件改变照明光的入射方向,或在傅里叶平面中移动不同的掩模成像系统。激光在 1960 年代开始出现在不等路径光学装置中,最初为全息术开发以减少相干噪声的平均方法,被证明也可有效改善干涉测量的结果。图5中,是 Close 在 1972 年提出的一种基于脉冲红宝石激光器的便携式全息显微镜。显微镜记录了四个全息图,每个全息图都有一个独立的散斑图案,对应于棱镜的旋转位置,由全息图形成的四个图像不相干叠加以减少相干噪声和散斑粒度。图5 使用旋转楔形棱镜的相干降噪系统数字全息菲索干涉仪 Gabor 的背景和研究兴趣使他将全息术视为一种具有大景深的新型显微成像技术,使显微镜学家可以任意地检查图像的不同平面。记录后重新聚焦图像的能力仍然是全息术的决定性特征之一,使我们无需仔细地将物体成像到胶片或探测器上。它还可以记录测量体积,能够清晰地成像三维数据的横截面。而数字全息术使这种能力变得更具吸引力,其重新聚焦完全在计算机内实现。虽然数字重聚焦在数字全息显微镜中很常见,但它通常不被认为是表面形貌干涉测量的特征或能力。尽管如此,从前面对该方法的数学描述来看,在采集后以相同的方式重新聚焦常规干涉测量数据是完全可行的。随着数据密度的增加,人们对校正聚焦误差以保持干涉测量中的高横向分辨率感兴趣。图6 激光菲索干涉仪的聚焦机理与全息系统不同,传统干涉仪的布置方式是在数据采集之前将物体表面精确地聚焦到相机上。图 6 说明了一种简化的聚焦机制。聚焦通常是手动过程,涉及图像清晰度的主观确定。由于光学表面通常在设计上没有特征,因此常见的过程包括将直尺放置在尽可能靠近调整表面的位置并调整焦距,直到直尺看起来最锋利。繁琐的设置和人为错误的结合使得我们可以合理地断言,今天很少有干涉仪能够充分发挥其潜力,仅仅是因为聚焦错误。数字重新聚焦提供了使用软件解决此问题的机会。计算机产生全息图 早在 1960 年代后期,学者们就已经对波带片与计算机生成全息图 (CGH) 之间的类比有了很好的理解,这是因为在开发新的基于激光的不等径干涉仪来测试光学元件的表面形状的应用时,需要对具有非球面形状的透镜和反射镜进行精确测试。图7 计算的菲涅尔波带片图样和牛顿环(等效于单独的虚拟点光源产生的Gabor全息图)然而,干涉仪作为最好的空检测器,在比较形状几乎相同的物体和参考波前时能提供最高的精度和准确度,虽然有许多巧妙的方法可以使用反射和折射光学器件对特定种类的非球面进行空测试,但 CGH 可通过简单地改变不透明和透明区域的分布来显着增加解空间。CGH 空校正器的最吸引人的特点是波前构造的准确性在很大程度上取决于衍射区的平面内位置,而不是表面高度。因此,无需费力地将非球面参考表面抛光至纳米精度,而是可以在更宽松的尺度上从精密参考波来合成反射波前。图8 使用激光菲索干涉仪和计算机产生的全息图测试非球形表面的光学装置振动、变形和粗糙表面形貌 全息干涉测量术是全息术对干涉测量术最明显的贡献,从技术名称中就可以看出。这项发现的广泛应用引起了计量学家高度关注,包括用于通过全息术定量分析三维漫射物体的应力、应变、变形和整体轮廓的方法。全息干涉测量术的发现对干涉测量术的能力和可解释性产生了深远的影响,为了辨别这些联系,首先考虑在同一全息图的两次全息曝光中,倾斜一个平面物体。两个物体方向的强度图样的不相干叠加,调制了全息图中条纹的对比度,而当这个双曝光全息图用参考波重新照射,以合成来自物体的原始波前时,结果也是条纹图样。因此,我们看到传播波前的全息再现,可用于解调双曝光全息图中存在的非相干叠加的干涉图案,将对比度的变化转换为表示两次曝光之间差异的干涉条纹。由于全息图中这些叠加的图案相互不相干,它们可以在不同的时间、全息系统的组成部分的不同位置、甚至不同的波长等条件下生成,因此,该技术的应用范围十分广泛。图9 模拟平面的双曝光全息使用三维传输方程的光学建模 使用物体表面的二维复表示,对本质上是三维问题的传统建模,是假设所有表面点可以同时沿传播方向处于相同焦点位置。因此,这种二维近似的限制是表面高度变化相对于成像系统的景深必须很小。全息术影响了三维衍射理论的发展,进一步影响了干涉显微镜的评估和性能提升。光学仪器的许多特性可以使用传统的阿贝理论和傅里叶光学建模来理解,包括成像系统的空间带宽滤波特性。干涉仪的傅立叶光学模型的第一步,是将表面形貌的表示简化为限制在垂直于光轴的平面内的相位分布。但对于使用干涉测量术的表面形貌测量,这并不是一个具有挑战性的限制,因为普通的菲索干涉仪的景深大约为几毫米,表面高度测量范围可能为几十微米。因此,在高倍显微镜中采用三维方法的速度更快,特别是对于共聚焦显微镜,在高数值孔径下,表面形貌特征不能都在相对于景深的相同的焦点。然而,二维傅里叶光学的近似对于干涉显微镜来说是不够精确的,因为在高放大倍率下,仅几微米的高度变化,就会影响干涉条纹的清晰度和对比度。基于 Kirchhoff 近似推导出了 CSI 的三维图像形成和有效传递函数,其中均匀介质的表面可表示为连续的单层散射点。这种方法已被证明具有重要的实用价值,不仅可以用于理解测量误差的起源,是斜率、曲率和焦点的函数,还可以用于校正像差。本文总结 基于激光的全息术的出现带来了一系列快速的创新,这些创新从全息术发展到干涉测量术。虽然文中提到的七个方面无法完全概括全息术的贡献,但一个明显的趋势是全息术对用于表面形貌测量的干涉测量技术的影响正在不断增加, 这最终可能会导致全息术与通常不被认为是全息术的技术相融合,而应用光学计量的这种演变必将带来全新的解决方案。论文信息 de Groot et al. Light: Advanced Manufacturing (2022)3:7https://doi.org/10.37188/lam.2022.007本文撰稿: 刘子维(英国剑桥大学,博士后)
  • 国内首台中子全散射谱仪关键技术指标实现突破
    8月12日,中国散裂中子源“多物理谱仪关键技术与应用”项目科技成果鉴定会在广东东莞召开。记者从会上了解到,多物理谱仪关键技术指标,如样品处单位功率中子通量处于国际同类型谱仪的领先水平,谱仪衍射分辨率和实空间分辨率达到国际同类型谱仪的最好水平。同时,在多物理谱仪研发过程中,首次成功研制出国产位置灵敏型氦三管探测器,并实现工程应用,性能达到了国际先进水平,为后续谱仪探测器自主化研制奠定了坚实的基础。此外,研发团队自主开发了首个用于中子衍射与对分布函数数据规约的国产软件,构建全散射数据采集与分析技术全链条,实现中子全散射数据规约软件的国产化。中国散裂中子源靶站谱仪大厅。图片来源:散裂中子源科学中心据了解,多物理谱仪是散裂中子源科学中心、东莞理工学院和香港城市大学共同建设的国内首台中子全散射谱仪。多物理谱仪运行3年来,完成了300多项用户实验,在服务国家重大需求、产业需求与基础研究等方面取得了一批重要成果。
  • 强强联合 | 赛多利斯与西门子全球战略合作落地中国
    p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 2019年6月17日,2019西门子制药行业峰会在成都成功举办,会议期间,国际领先的生物制药行业供应商赛多利斯& nbsp (Sartorius Stedim Biotech) 与西门子现场宣布了双方在自动化、模块化领域的全球战略合作落地中国。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " span id=" _baidu_bookmark_start_53" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /p p style=" text-align: center " img width=" 550" height=" 367" title=" 赛多利斯与西门子全球战略合作落地中国.jpg" style=" width: 550px height: 367px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 赛多利斯与西门子全球战略合作落地中国.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/d613a070-a15f-4e2b-b01a-0e227e8f8a57.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 赛多利斯与西门子全球战略合作落地中国 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 去年6月,西门子和赛多利斯已在自动化领域达成长期合作共识。根据双方协议规定,赛多利斯将首选西门子自动化、数字化相关技术及产品,包括PCS& nbsp 7-1500、TIA博途以及Simatic WinCC& nbsp OA(Open Achitecture)等。赛多利斯为其客户提供的多款产品和生物工艺解决方案均将采用西门子硬件及软件,而这些设备方案将应用于疫苗或单克隆抗体等生物药产品的开发和生产。& nbsp /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 过去,赛多利斯已将西门子过程控制自动化解决方案应用于大型生物反应器和过滤系统中。为了进一步标准化产品组合,赛多利斯决定引入新型、模块化自动化系统。根据达成的协议,双方的合作范畴将进一步扩展到赛多利斯更多的产品系列,包括一次性生物反应器BIOSTAT& reg STR系列、各种过滤系统和FlexAct& reg 系统。FlexAct& reg 系统是一种灵活的模块,用于控制生物制药生产中许多不同的工艺步骤。这些产品会在未来几个月内相继配备西门子自动化解决方案,无缝地和西门子Simatic PCS 7、Simatic Batch等过程控制系统进行集成。& nbsp /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 赛多利斯生物工艺部门中国区技术支持负责人Floris De Smet& nbsp 表示:“通过引进新的自动化平台以及进一步实现产品标准化,我们的客户可以便捷地将其系统整合进更高端的自动化解决方案中,如SCADA、MES或ERP,不仅增强了合规性,同时可以降低风险、优化资源。与此同时,我们能帮助他们更轻松地实现从实验室规模到商业规模的工艺放大。” Floris还补充说:“西门子作为自动化行业的领军企业之一,是我们理想的合作伙伴。通过双方的合作,生物制药行业的用户将受益颇多,他们将获得更高的效率、更好的药品质量以及更大的灵活性,加速药品的上市时间。” /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " span id=" _baidu_bookmark_start_66" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /p p style=" text-align: center " img width=" 550" height=" 367" title=" 赛多利斯生物工艺部门中国区技术支持负责人Floris De Smet.jpg" style=" width: 550px height: 367px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 赛多利斯生物工艺部门中国区技术支持负责人Floris De Smet.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3a00445d-c68c-4cc9-891d-a9a620abb0b4.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span id=" _baidu_bookmark_start_87" style=" line-height: 0px display: none " ? /span 赛多利斯生物工艺部门中国区技术支持负责人Floris De Smet /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 西门子股份公司数字化工业集团市场拓展副总裁、制药行业管理部总经理Bart Moors表示:“西门子是全球生物技术领域自动化和数字化的领导者。如今,生物技术正飞速发展,如何帮助生物药企快速完成产线建设、让药品尽早推向市场成为赢得未来的关键。西门子和赛多利斯签署全球战略合作协议,合力为生物制药用户提供模块化生产解决方案,在合规的前提下让新线建设更快速、生产更灵活。中国正在成为全球生物制药的热点,相信本次赛多利斯-西门子全球战略合作落地中国,必将助力中国的生物技术企业更上一层楼。” /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " span id=" _baidu_bookmark_start_164" style=" line-height: 0px display: none " ? /span span id=" _baidu_bookmark_start_170" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /p p style=" text-align: center " img width=" 550" height=" 367" title=" 西门子股份公司数字化工业集团市场拓展副总裁、制药行业管理部总经理Bart Moors.jpg" style=" width: 550px height: 367px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 西门子股份公司数字化工业集团市场拓展副总裁、制药行业管理部总经理Bart Moors.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/a227d2ed-e124-4c87-89cd-d6d4f5f7c664.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 西门子股份公司数字化工业集团市场拓展副总裁、制药行业管理部总经理Bart Moors /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 会议期间,赛多利斯集团生物工艺自动化系统管理负责人Burkchard Joksch博士带来了关于“模块化:聚焦一次性生物工艺”的主题演讲,展示了赛多利斯模块化一次性工艺为生物制药领域带来的诸多便利,实现真正的灵活生产。而赛多利斯一次性生物工艺完整性解决方案与西门子创新的自动化产品和系统的紧密结合,更将助力生物制药企业实现模块化、自动化生产,为生物制药发展注入强劲动力。& nbsp /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " span id=" _baidu_bookmark_start_199" style=" line-height: 0px display: none " ? /span span id=" _baidu_bookmark_start_205" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /p p style=" text-align: center " img width=" 550" height=" 367" title=" 赛多利斯集团生物工艺自动化系统管理负责人Burkchard Joksch博士.jpg" style=" width: 550px height: 367px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 赛多利斯集团生物工艺自动化系统管理负责人Burkchard Joksch博士.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/e3b3eca9-77a4-4ee9-b04e-634b1f76c78e.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 赛多利斯集团生物工艺自动化系统管理负责人Burkchard Joksch博士 /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " span id=" _baidu_bookmark_start_131" style=" line-height: 0px display: none " ? /span span id=" _baidu_bookmark_start_137" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " strong 关于赛多利斯斯泰帝& nbsp /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 赛多利斯斯泰帝& nbsp (Sartorius Stedim Biotech)& nbsp 是国际领先的生物制药行业设备和服务的供应商,为全球生物制药的开发与生产提供安全、及时、经济的一体化解决方案。作为完整解决方案的供应商, 赛多利斯斯泰帝提供几乎涵盖生物制药工艺所有步骤的产品组合。公司致力于推广一次性使用技术和增值服务,满足生物制药行业快速发展的技术需求。公司总部位于法国欧巴涅,在巴黎的欧洲交易所上市;因其位于欧洲、北美和亚洲的生产与研发中心以及遍布全球的销售网络而享誉世界。 /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " strong span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 关于西门子在中国 /span /strong /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 西门子股份公司是全球领先的技术企业,成立170余年来,始终以卓越的工程技术、不懈的创新追求、优良的品质、出众的可靠性及广泛的国际性在业界独树一帜。西门子业务遍及全球,专注于发电和配电、服务于楼宇和分布式能源系统的智能基础设施,以及针对过程工业和制造业的自动化和数字化等领域。通过独立运营的西门子交通业务,西门子作为轨道和道路交通领域领先的智能交通解决方案供应商,正在重塑全球客运和货运服务市场。凭借在上市公司西门子医疗股份公司和西门子歌美飒可再生能源公司的多数股权,西门子在医疗技术和数字化医疗服务以及陆上和海上风力发电等领域也是全球领先的环境友好解决方案供应商。西门子自1872年进入中国,147年来始终以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持。2018财年(2017年10月1日至2018年9月30日),西门子在中国的总营收达到81亿欧元,拥有超过3.4万名员工。截至2018财年,西门子在中国拥有21个研发中心,超过5000名研发和工程人员,以及大约13000项有效专利及专利申请。西门子已经发展成为中国社会和经济不可分割的一部分,并竭诚与中国携手合作,共同致力于实现可持续发展。 /span /p
  • 新型光学材料厂商光科全息完成数千万级别A轮融资 将用于开启面向半导体领域的研发渗透
    新型光学材料厂商「光科全息」近期完成数千万级别A轮融资,资方是深圳市投控东海基金。本轮资金将用于开启面向半导体领域的研发渗透。「光科全息」2015年成立于深圳,研制生产光子晶体型光学薄膜产品,推进产品落地,主要产品包括微结构光学成像薄膜、光子晶体蓝光滤波防护膜、微结构抗菌类薄膜等等。  近年来国内智能显示产业有了快速发展,但是产业链上游光学功能薄膜的研发和生产,一直是整个显示产业链中的薄弱环节。全球光学功能薄膜领域的核心技术,多为日本、韩国及美国少数企业所掌握。以投影显示为例,传统显示屏幕的材料痛点在于偏暗感强烈,色彩不够严厉,和液晶电视相比其画质不够突出。「光科全息」创始人兼CEO郭滨刚表示,「光科全息」的光子成像薄膜是一种具有独特的结构化微观光学设计的薄膜材料,可以通过对红光、绿光、蓝光做定向增强来提升画质。光子成像薄膜的色彩显示能力相比传统幕布高了两倍到三倍,同时抗环境光能力也更强,在非弱光的环境下也可以应用。  光子成像薄膜材料在成本和重量方面也有优势。据介绍,光子成像薄膜本身是无源器件,不包含电子电路,因此也没有能耗和发热 重量也足够轻,光子成像薄膜本身只是一张厚度为约100-200微米的薄膜 目前,「光科全息」的光子成像薄膜的制造良品率已经超过96%以上,所以在成本方面,光子成像薄膜相比传统幕布的价格虽然略高,但已达到接近的水平。  另外,传统显示屏幕有伤眼的危害,原因是有一些高能量的短波长蓝光对人眼视网膜刺激会导致视疲劳和辐照积累损伤,而通过光子材料具有的精密微光学结构可以把有害光有效区分并滤除掉。  郭滨刚介绍,公司的光子成像薄膜材料已经在投影领域有了大范围的批量应用,进入了一些居于全球头部的投影设备公司的上游供应链,比如爱普生、极米、坚果等等。  除了在投影仪终端上的应用,光子成像薄膜在艺术展览、广告传媒等场景上也有成功的运用,达成合作的有法国博物馆授权的梵高艺术展、日本东京画廊艺术展、分众传媒、淘屏等。  「光科全息」光子材料后续系列还在筹备进入半导体芯片制造领域,晶圆切割胶、芯片加工胶膜等产品。郭滨刚称,目前经过初期的产品验证,公司的晶圆切割胶膜产品对UV光敏工艺特性的表现已达到和超过了同领域的日系产品,成本也低于海外产品,目前已经提供给国内部分头部芯片加工企业做产品测试。  郭滨刚表示,公司的产品在2020年第三季度开始正式大批量化进入市场,去年3、4季度的营收即突破了数千万元,今年之后预计每年以三倍左右的速度增长。在核心技术的专利布局方面,公司已经储备有120多项专利,每年新专利的储备数量大概在三、四十项。  目前,「光科全息」现阶段的布局是,通过LED、投影、晶圆加工等既存市场应用来支撑企业的现金流和盈利,中期阶段计划用三年以上的时间实现IPO目标,从而构建稳定、健康的融资渠道,进而投入定位长期发展目标的光半导体材料技术的深入研发。  在创始团队方面,「光科全息」创始人兼CEO郭滨刚在哈工大(深圳)、 西安交大、深圳大学兼职教授,曾任日本东京大学生产技术研究所博士研究员,曾在日本从事过多项NEDO、METI等大型产业技术项目的研发工作。
  • 重大仪器专项“高端全息光栅研发”项目完成初步验收
    p   2017年9月1日,由中科院条财局在长春组织召开的国家重大科学仪器设备开发专项“高端全息光栅研发”项目初步验收会顺利通过。会议听取了长春光机所做的“项目研制工作报告”和各参与单位做的子任务情况汇报,并进行了质疑讨论。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 376" title=" 1.jpg" style=" width: 500px height: 376px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/247fd012-fa79-48d2-aa28-be5abdcbf9b8.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 376" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 376px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/faf91127-d523-4835-be24-06df8026fd88.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p   随后对项目研制的光栅和仪器设备进行了现场测试验收。 /p p   在“高端全息光栅研发”项目立项之前,中科院长春光机所研制的全息光栅产品已成功用于国内外多家光谱仪器企业的各种类型光谱仪器。但是,在技术实力方面和国外同行差距较大,高端光谱仪器急需的高端全息光栅仍未完全实现自主知识产权,部分产品需要进口,并且价格比较昂贵,阻碍了光谱仪器产品进入国际市场的进程。 /p p   本项目立项目标是研发出高端光谱仪器的核心部件-高端全息光栅:①建立集全息光栅设计、制造、检验于一体的开发平台 ②开发光谱分析市场中急需的光栅,形成一定产业化规模,满足我国光谱分析仪器行业的需求,并打开国际市场 ③将研制的光栅在光谱分析仪器企业中进行应用示范及产业化推广,通过高端全息光栅自主创新带动我国高端光谱分析仪器自主创新,完善我国光谱分析仪器产业链,引领和拉动整个光谱分析仪器行业向纵深发展,并辐射带动光谱分析技术向更多应用领域拓展,进一步增强我国对外经济交往中的主动权。 /p p   本项目的实施使我国在相关领域的研究工作摆脱了受制于人的处境,突破了国外技术壁垒。项目研制了低杂散光光栅、高分辨本领光栅、特种面型光栅、体全息光栅等11种全息光栅。在5家光谱分析仪器公司进行应用示范及产业化推广,开发了5类新型光谱分析仪器,形成了一定的产业化规模,减低了成本,满足了我国光谱分析仪器行业的需求,填补了国内该类产品的空白,拉低了国外同类产品在华售价,部分光谱仪出口国外。研发的极紫外软X射线单色器已在国家同步辐射实验室中使用,增强了我国光谱定标能力,为“国家同步辐射实验室二期工程”提供了科技支撑。 /p p /p p /p p /p p /p
  • 玩光谱的你知道什么是全息平场光栅吗?
    光栅是光谱仪器中的一个重要元器件,它就是光谱仪器的眼睛,它具有色散(分光)和成像的功能。目前光栅在摄谱仪、扫描单色仪、直读光谱仪等广泛使用,目前使用的传统凹面光栅相差偏大, 随着CCD等平面阵列探测器在光谱仪测量设备中的广泛使用,要求分光成像系统形成的光谱像位于同一平面上,科学家们面对这一需求,研发出全新的全息技术,全息平场光栅孕育而生。全息光栅的特点为:(1)无鬼线(传统机刻光栅的光谱中会出现一些不真实的谱线),杂散光极小;(2)分辨率高,由于全息技术使光栅刻线总数大幅度增加,因此色散率、分辨率也大幅度得到提高,此特点对兼顾平场和提高分辨率方面效果显著。当波长范围较宽时,传统帕邢-龙格凹面光栅很难兼顾平场和高分辨率的要求,利用全息记录技术获得的平场光栅(变间距曲线槽凹面光栅),具有校正像差能力,与传统机刻光栅相比,在像差、信噪比和成本方面更具优势,全新的全息平场光栅逐渐引起人们的关注。赛默飞世尔科技是检测领域的世界领导者。它为全球客户提供的优质分析仪器、实验室设备、试剂耗材及创新的实验室综合解决方案。赛默飞世尔在直读火花光谱仪行业拥有超过80年的经验,最近在高端台式直读火花光谱仪3460/4460之后,赛默飞世尔科技利用平场光栅(变间距曲线槽凹面光栅)技术又推出一款全新的全谱直读火花光谱仪ARL easySpark 1160。ARL easySpark 1160全谱直读火花光谱仪可快速的对固体金属样品进行分析。无论从痕量元素,还是到高浓度的元素,它都能准确、可靠的分析。赛默飞世尔在行业内多年的积累,针对有大量金属分析需求的冶炼行业和实验室,设计了这款全新的、更具性价比的全谱直读火花光谱仪,可满足客户在冶炼、汽车、航空航天、铸造等众多行业的生产需求。关于朗铎科技朗铎科技,全球科学服务领域的领导者-赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)中国区域战略合作伙伴。作为工业检测分析系统解决方案服务商,我们致力于为中国客户提供全球高品质的分析仪器、专业的应用技术支持、优质的售后服务等系统解决方案。朗铎科技是赛默飞世尔尼通(Niton)手持式光谱仪在合金/地矿行业的中国区总经销商,也是Niton中国区售后服务及技术支持唯一授权服务商,同时也是赛默飞世尔arl全谱直读光谱仪的中国区总经销商。目前朗铎科技主要产品包括手持式合金光谱仪、手持式矿石光谱仪、全谱直读光谱仪等系列产品。关于赛默飞世尔ARL赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific,纽约证交所代码:tmo,以下简称赛默飞),全球科学服务领域的领导者。ARL是赛默飞旗下品牌,1934年生产出世界上第一台火花直读光谱仪,80多年来,ARL以其良好的操控性、稳定性、可靠性和耐用性,引领了直读光谱仪行业潮流,其尖端技术和卓越信誉让arl直读光谱产品销量和市场占有率均居世界同类产品前列。目前全球各大钢铁、有色、石化、建材等客户都选择ARL作为产品质量和生产过程控制的主要手段,中国各大钢铁、有色、科研院所都是ARL的忠实用户。
  • 长春光机所高端全息光栅重大仪器专项启动
    3月2日上午,国家重大科学仪器设备开发专项“高端全息光栅研发”项目在中科院长春光学精密机械与物理研究所召开启动会。   该项目由中科院长春光机所牵头,中国科学技术大学、北京普析通用仪器有限公司等另外6家单位共同参与,目标是研发出高端光谱仪器的核心部件——高端全息光栅,建立集全息光栅设计、制造、检验于一体的开发平台,发展具有自主知识产权、具有国际先进水平的高端全息光栅制造技术。此外,项目还将针对光谱分析市场中对光栅的特殊需求,开发低杂散光光栅、特种面型光栅等11种光栅,并在5家光谱分析仪器企业和1家高校中进行应用示范及产业化推广,从而推动我国光栅制造领域应用基础研究及产业级研究成果的涌现。   中科院长春光机所光栅技术研究始于1958年,是我国第一批光栅刻划机和第一块衍射光栅的诞生地。经过50余年的努力,光栅设计、制造、复制和检测等技术日臻完善。2011年8月,依托长春光机所筹建的“国家光栅制造与应用技术研究中心”顺利通过现场评估,进一步推动了长春光机所在光栅研制及光谱仪器开发和工程化方面的发展。
  • 《自然》:量子计算机首次模拟全息虫洞
    国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇量子物理学论文,首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这一演示使用的是谷歌(Google)的悬铃木(Sycamore)处理器,标志着距离在实验室研究量子引力的可能性又进了一步。该论文介绍,广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界,比如天体物理对象。量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力是一种假设的物理理论,描述的是与这两类情况都相关的对象,比如黑洞的内部。不过,量子力学与广义相对论在根本上是不相容的,因此对于量子引力的理论目前尚未达成共识。而全息原理是连接不同理论的一种方式,或有助于调和量子力学和广义相对论,它利用一个受限的物理系统将相对论解释为量子物理学的扩展。本次研究中,根据全息原理,论文通讯作者、美国加州理工学院玛丽亚斯皮罗普鲁(Maria Spiropulu)和同事与合作者设计了一个简单系统,用来模拟一个全息虫洞,其经过适当设计的量子系统的性质符合引力系统所该有的性质。该量子模拟利用一台量子计算机进行,有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。
  • “全息干涉仪”让宇宙探测跨进量子级
    引力波模拟图   据近日美国《基督教科学箴言报》在线版文章称,德国引力波探测器GEO 600的一项奇怪发现,不但可能冲击现有宇宙理论,还引发美国费米国家实验室的科学家们开始建造一个“全息干涉仪”,将探测深入到“普朗克长度”,以便更进一步观察宇宙的时空结构及这一结构中的波动――引力波。   引力波被称为“爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明是对的组成部分”,新探测仪器的出现有可能使人们直接观测到时间的不连续性,亦将带领人们发掘宇宙起源最深处的奥秘。   激光干涉追寻时空波纹   引力波其实是爱因斯坦对于万有引力本质的理解。他认为引力场有一种跟电磁波一样的波动,是为引力波。而引力波表现为时空曲率的扰动,以行进波的形式向外传递,其传播速度等于光速。   按道理,引力波存在且无处不在,深空中的突变性事件,如超新星爆发、黑洞形成、大型天体相撞这些过程,都能辐射出较强引力波。但事实上,以往在地球上进行的引力波直接搜寻的所有努力都以失败告终。其原因在于,波动虽能造成地球上各处相对距离的变动,但当它们到达地球的时候已经变得非常弱了,对于地球上最先进的引力波探测器来说,其变动的数量级小于一颗质子直径的千分之一。因而尽管引力波毫不模糊且被公认,却一直只能是广义相对论的预言。   但科学家们可不满足于这一点。于是,基于激光干涉原理的引力波探测器被建造出来。这一类型的探测器通过测量两条激光束相遇时所形成的干涉图像的变化来探测引力波,干涉图像依赖于激光束的传播距离,当引力波穿过时激光束的传播距离会相应变化。   因为目标是非常微弱的信号,引力波探测器的敏感度需达到几乎难以想象的程度。以德国引力波探测器GEO 600来讲,其对距离上极微小的变化都非常敏锐,甚至可探测到日地距离所发生的原子半径级别的变化。不过,这种激光干涉计的探测器灵敏度要与激光传播的距离成比例的话,一般来讲其尺寸都非常可观。   “奇怪波动”挑战现有认知   德国的GEO 600并不是新产物了,其已默默工作有些时日。然而,在近期利用其搜寻引力波的过程中,物理学家偶然发现了令人迷惑的现象――这一高科技设备虽然还没有找到引力波存在的证据,但却发现了大量的噪音。   这就有必要简单描述一下这类探测器的工作过程。以GEO 600为例,其要实现功能,需要发射一束激光穿过600米的隧道,再将激光分裂成两束,经过反射的一束以及未经反射的一束均进入干涉仪。当引力波经过这部分空间的时候,两束激光之间的微小位移将会由干涉仪进行探测。即便这种距离的变化非常之微妙,但如果引力波探测器有结果,那就很可能是引力波通过时引起的。   而今GEO 600的“噪音”让研究人员无从解释,在剔除了所有人为因素的影响之后仍不得要领,他们于是向费米实验室的科学家克雷格・ 霍根寻求帮助,希望他利用量子力学上的专业知识帮助阐明这一不规则的噪音。   霍根反馈的意见让人震撼又迷惑。他说:“看上去GEO 600受到了时空微观量子级别的冲击。”换句话说,GEO 600探测到的并不是来自什么噪音源,而是时空本身发生的量子级别波动。   这一看法的深层意义在于:根据爱因斯坦对宇宙的认知,时空应该是连续平滑的,而照霍根的结论推测时空实际上是不连续的,是由一系列量子点组成。其直指爱因斯坦的理论需要修正。   全新探测器进入量子尺度   量子力学的测不准原理意味着一些基本量度如长度和时间具有测不准性。而测不准的程度由普朗克常数确定,该常数可以定出最小长度量子――“普朗克长度”,比其更短的长度是没有意义的。   现在,要证明“奇怪波动”的来源,研究人员就需要深入到“普朗克长度”――10-35米进行探测,而GEO 600实验中探测到的噪音尺度不到10-15米。因此需要提升引力波探测仪的分辨率,这导致了“全息干涉仪”的产生。   “全息干涉仪”是利用全息照相的方法来进行干涉计量,其与一般光学干涉检测方法很相似,但获得相干光的方式不同。光学干涉检测方法获得相干光的方式如前所述,一般是将同一束光的振幅分为两个部分,但全息干涉计量术则是将同一束光在不同时间的波前来进行干涉,可以看作是一种波前的时间分割法。这就使相干光束由同一光学系统所产生,可以消除系统误差。   霍根认为,GEO 600在其尺度上发现的噪音是由于宇宙“视界”(天文学中黑洞的边界,在此边界以内的光无法逃离)的全息投射造成的。霍根比喻说,这就像一张图片越放大就会越模糊甚至像素化,宇宙“视界”投射其实发生在普朗克尺度中,所以在我们所身处的时空尺度上,这一投射发生了模糊。   而要验证霍根的结论,目前最值得依赖的就是这台“全息干涉仪”。其现正由费米实验室全力打造,它必将比GEO 600探测到更小的尺度,从而进入到量子尺度。如果霍根的看法是正确的,探测器将能探测到时空结构中的量子噪声,给我们现有对宇宙的认知带来巨大的冲击。
  • 纪念郭可信先生百年诞辰|2023年全国电子显微学学术年会大会报告(上篇)
    中国电子显微镜学会、仪器信息网联合报道 2023年10月27日,2023年全国电子显微学学术年会在东莞市会展国际大酒店龙泉厅盛大开幕。大会由电镜学会电子显微学报编辑部主办,南方科技大学、松山湖材料实验室、大湾区显微科学与技术研究中心共同承办,仪器信息网作为独家合作媒体参会报道。大会为期三天,参会人数再创新高,吸引来自高校院所、企事业单位、仪器技术企业等电子显微学领域专家学者2000余人出席参会。大会现场2023年是中国电子显微学开拓者之一郭可信先生诞辰一百周年,本届年会大会为专题纪念专场,怀念郭可信先生生前对中国电子显微学发展付出的心血与作出的巨大贡献。本届年会的主题是:显微鸿鹄志,世界一片天——怀念郭可信先生。大会开幕式由大会秘书长、北京大学教授高宁主持,大会主席、中国科学院院士 张泽,大会承办单位南方科技大学副校长、中国科学院院士贾金锋,大会组委会主席、电镜学会理事长韩晓东分别致辞。大会分为大会报告和13个分会场报告。开幕式后进入大会报告环节,大会报共分为五个阶段,依次由北京工业大学/南方科技大学教授韩晓东,中国科学院物理研究所研究员马秀良,中国科学院院士张泽,东南大学教授孙立涛,中国科学院院士叶恒强分别主持,十二位著名学者、相关仪器设备厂商专家代表依次为大家分享了精彩报告。以下为大会报告上半场五位大会报告内容摘要,以飨读者。大会报告上半场,由北京工业大学/南方科技大学教授韩晓东(左),中国科学院物理研究所研究员马秀良(右)共同主持大会特邀报告:中国科学院院士 浙江大学教授 张泽报告题目:新材料研发与显微结构调控张泽院士首先回顾了郭可信先生科研中的重要贡献与科研历程,从30岁利用X射线衍射方法研究从钨钢W2C碳化物到A3B3C,再到η-相,再到Ti-Ni二十面体准晶等。30年后,从X射线衍射搭配高分辨电子显微学,郭先生又代领学生发现五次对称行射及TiNiV准晶、发现八次对称准晶等,从合金碳化物、拓扑密堆相、到准晶,从拓扑密堆相到二十面体准晶等。三十年前后的科研历程对比,展现了郭先生对材料性能和应用的重视,以及准晶研究认识积累和数据积累对科学研究发展的重要性。接着,基于镍基单晶在航空发动机中的应用研究,强调了系统性的观察和研究手段的重要性。介绍了由祺跃科技多年研究成果转化的一种基于扫描电镜的一体化平台,该平台可以跨尺度原位多场耦合条件下研究问题,对探寻材料的性能和显微结构之间的关系增添了新的可能。同时分享了基于该平台的一种研究电池性能和结构调控之间关系的方法,通过研究固态电池的膨胀、锂离子产生的影响等,将能源问题转化为器件的问题,把器件的性能问题转化成结构的调控等,提供一体化平台来解决结构调控问题。同时,强调了调控材料性能需要有金刚块和新的平台。该平台研究也正在沿着郭先生过去几十年前一直努力的方向,把材料的性能和结构密切的结合起来,相信一定会有新的进步。大会特邀报告:清华大学教授 王宏伟报告题目:When Nanomaterials Meet Biological Macromolecules in Cryo-EM王宏伟教授首先回顾了自己在生物学领域的求学体会,强调了生物学中观察微观生物世界结构的重要性。介绍了利用电子显微学研究生物大分子结构的方法,以及在博士期间的研究内容,也感谢了郭可信先生、李方华先生等前辈们的支持和帮助。单颗粒冷冻电镜三维重构技术是目前用于解析生物大分子高分辨率结构的主流手段之一。然而,高质量的冷冻电镜样品制备仍然面临很多挑战,如气液界面、优势取向和背景噪音等,极大地限制了结构解析的效率。针对这些问题,实验室和北京大学彭海琳教授课题组合作,利用石墨烯技术研究了高质量的单晶石墨烯,并在疫情期间利用氧化石墨烯制备了支撑膜,成功解析了新冠病毒相关蛋白和受体的结构,建立了石墨烯制备载网技术。介绍了一种超平整的石墨烯,能够使生物大分子在一个平面上吸入到石墨烯的表面,形成高质量的图像,同时也能解析出高分辨率的结构。认为这种石墨烯作为纳米材料和生物大分子冷冻电镜支撑膜的材料,是一个非常值得进一步推进的研究方向。公司特邀报告:日立科学仪器 (北京) 有限公司市场部 周海鑫报告题目:日立电镜产品最新技术介绍周海鑫首先介绍了日立电镜产品的最新技术,包括扫描电镜的型号、电子枪、分辨率指标、物镜结构和样品仓等方面。接着介绍了SU8700/SU7000、SU8600、SU9000等不同型号扫描电镜的多探头成像和应用、高空间分辨率EDS分析、大束流EBSD分析、EELS分析,以及强大的扩展能力与多设备联用技术、日立的终端系统和软件升级。最后分享了日立FIB产品线、TEM产品线、AFM产品品线、CSI产品线等对应产品型号及产品特点与适用的应用场景。公司特邀报告:日本电子 Mr Maekawa Tatsuhiro报告题目:Development of a TEM Optical System for the Atomic-Resolution Magnetic-Field-Free Electron MicroscopeMaekawa Tatsuhiro介绍了日本电子与东京大学联合开发的原子级分辨率无磁场透射电镜(MARS)的设计理念与应用前景。目前,在球差校正透射电镜中获得各种单原子图像表征已经变得较为容易,但这种高磁场环境使得磁性材料的物理结构发生非常大的变化。MARS利用一种相反极性的前后反对称透镜设计,配合先进球差矫正器,使得样品可以处在完全无磁场的环境中,电镜仍然保证原子级的分辨率。MARS机型还可以搭载如电子全息、差分衬度STEM探测器(SAAF)、叠层衍射成像探测器(4D Canvas)、能量损失谱(EELS)以及大固体角EDS,各种STEM/TEM成像技术均可用于原子尺度观测磁性材料。这种多用途设计,使得该设备将拥有巨大的应用前景。大会特邀报告:中国科学院外籍院士、中科院北京纳米能源与系统研究所所长 王中林报告题目:从电子非弹性散射到纳米发电机王中林院士首先感谢了郭可信先生等前辈在其成长过程中给予的指导和帮助,以及郭先生对中国电子显微学发展做出的巨大贡献。首先,结合自己的科研经历分享了自己对显微学的一些思考,包括非弹性散射对整体成像的贡献和弹性散射的问题,提出了深层的物理问题和理论,包括多变理论和晶体震荡等。强调了从深层次去考虑的重要性,及完美建立在简化的假设前提条件。接着,从科研身份到能源创业者的思考之路,分享了自己的科研历程与思维变化。利用接触起电效应,首次发明了摩擦纳米发电机(TENG),其应用广泛,涉及诸多领域,包括微纳能源、自驱动传感、医疗健康、坏境保护与检测、穿戴式与柔性电子器件、安防技术等。纳米发电机不但能够提供物联网中的分布式能源,同时也有可能用来大范围收集海洋中的蓝色能源,未来为碳中和做出贡献。最后,详细分享了TENG 的原创科学与产业应用。------------大会报告下半场七位大会报告内容及分会报告续精彩内容,敬请关注后续报道。大会现场,郭可信先生的各级学生代表合影留念大会合影
  • 【激光成像】AM:从蓝色至近红外的碳点激光用于彩色无散斑激光成像与动态全息显示
    背景介绍随着可溶液加工激光增益材料的不断发展与改进,该类型的激光器在生物医学治疗、柔性可穿戴设备、通信及军事设备等领域的应用也在不断突破。然而,增益材料的毒性、成本和稳定性问题日益显著,这些问题是增益材料在微/纳激光领域可持续发展的主要障碍。因此,寻找低毒、低成本、高稳定性的激光材料成为该领域内的重要的任务。研究出发点碳点(CDs)作为一种环境友好、稳定性优良、制备成本低及荧光性能优异的碳基纳米材料,近年来引起了人们广泛的研究兴趣。基于CDs激光增益介质的研究不断被报道,并且逐渐走向实际应用。虽然这些早期的研究促进了CDs激光的发展,并证明了CDs是一种优异的激光增益介质。然而,跨度广的全彩色激光,尤其是近红外激光器,一直难以实现。考虑到近红外激光器在空间光通信、激光雷达、夜视,特别是临床成像和治疗等方面的广阔应用前景,开发高性能的近红外CDs激光具有重要意义。此外,CDs激光缺乏系统性的研究,这些研究可以指导CD激光材料的开发,并有助于推动其实际应用的发展。全文速览在此背景下,郑州大学卢思宇课题组合成了具有明亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光(分别标记为B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs)的全色CDs(FC-CDs)的制备,其PL峰值波长范围为431至714 nm。CDs的低含量sp3杂化碳、高PLQY和短荧光寿命是影响其激光性能的重要因素。结果表明,这些FC-CDs的半高宽明显较窄,在44 ~ 76 nm之间;同时,辐射跃迁速率KR为0.54 ~ 1.74 × 108 s−1,与普通有机激光材料相当,表明FC-CDs具有良好的增益潜力。激光泵浦实验证实了这一点,成功实现了从467.3到705.1 nm宽范围(238 nm)可调的CDs激光出射,覆盖了国家电视标准委员会(NTSC)色域面积的140%。结果表明,CDs具有较高的Q因子、可观的增益系数和较好的稳定性。最后,利用这些FC-CDs激光作为光源,实现了高质量的彩色无散斑激光成像和动态全息显示。此项工作不仅扩大了CDs激光的发射范围,而且为实现多色激光显示和成像提供了有益的参考,是推动CDs激光发展和实际应用的重要一步。文章以“Carbon Dots with Blue-to-Near-Infrared Lasing for Colorful Speckle-Free Laser Imaging and Dynamical Holographic Display”为题发表在Advanced Materials上,第一作者为张永强博士。图文解析图1a-f为其透射电子显微镜照片,显示出B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs为球形或准球形颗粒,平均粒径分别为3.09、3.24、3.76、3.25、4.25和5.98 nm。高分辨率透射电镜(HRTEM)显示,所有CDs的面内晶格间距为0.21 nm,这可归因于石墨烯的(100)面。值得注意的是,NIR-CDs是由单分散CD聚集而成的。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的X射线衍射(XRD)峰分别位于20°、22°、22.8°、27°、23°和23.5°。这些值近似于石墨(002)平面25°和层间距(0.34 nm)处的衍射峰。通常,对于脂肪族前驱体,制备的CDs的XRD峰在21°左右,晶格间距比0.34 nm更宽这是因为脂肪族前体在炭化过程中更容易将含氧和含氮杂原子基团引入共轭面,从而扩大了面内间距。R-CDs在27°处有一个清晰的尖锐衍射峰,表明两步溶剂热处理产生了良好的结晶度。此外,NIR-CDs在31.7°和45.5°处有两个尖峰,这两个峰属于NIR-CDs中残留的离子液体(IL),IL具有聚集单分散CDs的功能,有助于形成聚集的颗粒。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)进一步收集了的结构成分信息(图1h和i)。光谱在3425和3230 cm−1附近显示出广泛的吸收特征,证实了-OH和-NH2的存在。1710和1630 cm−1附近的强信号与C=O拉伸振动有关,1570、1386、1215和1145 cm−1处的峰是由C=C、C-N和C-O- C拉伸振动引起的。这些结果表明,所有的FC-CDs都是由sp2/sp3杂化芳香结构形成的,这些杂化芳香结构在表面被含有杂原子(O和N)的极性基团修饰,这些基团使CDs在极性溶剂中具有良好的溶解性。图1中完整的XPS扫描显示,FC-CDs主要含有碳、氮和氧。高分辨率C 1s在C=C、C-N/C-O/(C-S)和C=O分别为284.6、286.6和288.3 eV处呈现出三个峰。N 1s分别在399.0、399.9和401.4 eV处显示吡啶、吡啶和石墨的N掺杂。O 1s光谱中C=O和C-O基团的峰分别位于531.4 eV和533 eV左右。这些XPS结果与FTIR分析一致。图1 形貌与化学成分表征。(a)B-CDs,(b)G-CDs,(c)Y-CDs, (d)R-CDs,(e)DR-CDs和(f)NIR-CDs;右上方的插图是相应的粒径分布,右下方的插图是单个颗粒的高分辨率TEM(HRTEM)图像。(g)XRD图谱,(h)FTIR谱,(i)XPS全扫描谱图。图2a-f显示了紫外照射下FC-CDs的亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光,其发射峰分别位于431、526、572、605、665和714 nm。这些PL谱都表现出独立于激发波长的行为。它们的PLQY分别为64.9%、91.2%、41.2%、51.6%、28.3%和37.9%。此外,对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs,其PL光谱的半高全宽(FWHM)分别为0.46、0.19、0.18、0.24、0.20和0.14 eV。XPS分析sp3杂化碳含量分别为17.09%、9.01%、11.78%、16.78%、6.26%和11.41%。Yan等人的第一性原理计算表明,C-N、C-O和C-S基团可以导致局域化电子态,并在n -π*间隙中产生许多新的能级。这些sp3杂化碳相关激发能级的密度与C-N、C-O和C-S基团的含量呈正相关,决定了PL光谱的FWHMs。因此,CDs的PL光谱FWHMs可以通过sp3杂化碳的含量来控制。这些CDs的紫外-可见吸收峰存在于高、低两个不同的能带区,分别归因于芳香sp2结构域C=C的π -π*跃迁和CDs表面与C=O相关的不同表面态的n -π*跃迁。图2g显示了FC-CDs溶液的PL光谱的CIE坐标覆盖了NTSC标准色域面积的97.2%,意味着FC-CDs在显示中的具有良好的应用潜力。FC-CDs的时间分辨PL(TRPL)谱显示其荧光寿命分别为12.09、5.24、3.60、3.87、2.43和2.44 ns(图2h)。这些高PLQY、窄发射带和快速的PL衰减寿命的特性都有利于受激辐射(SE)。为了评估CDs的激光增益能力,结合公式(1)和(2)计算了ASE的相关参数。ASE阈值与爱因斯坦系数B和SE截面(σem)成反比:KR = φ / τ, (1) σem(λ)= λ4g(λ)/ 8πn2cτ, (2)B ∝ (c3/8πhν03)KR, (3)其中φ为PLQY,τ为平均荧光寿命,λ为发射波长,n为折射率,c为光速,g(λ)是自发辐射的线性函数,表示为g(λ)dλ = φ,h 为普朗克常数,ν0 为光频率,c 为光速。因此,KR值分别为0.54、1.74、1.14、1.33、1.16和1.55 × 108 s−1(图2i)。计算得到的最大的σem分别为1.46、16.59、13.38、15.45、19.51和38.66 × 10−17 cm2(图2i)。这些值与普通有机激光材料的值相似,表明这些CDs具有优良的增益潜力。基于上述分析,我们认为实现CDs激光有两个重要的因素。首先,需要集中的激发态能级来收集大量的具有相同能量的激发态电子,这有利于粒子数反转。其次,处于激发态能级的电子需要在高KR下跃迁回基态,这样统一的快速过程有利于光放大。这两个因素都可以通过精准的合成来控制:通过减少CDs中sp3杂化碳的含量来获得集中的激发能级,通过增加CDs的PLQY同时降低荧光寿命来获得高KR。 图2 光学表征。(a)B-CDs、(b)G-CDs、(c)Y-CDs、(d)R-CDs、(e)DR-CDs和(f)NIR-CDs的吸收光谱和PL发射光谱,插图为对应CDs溶液在紫外灯照射下的光学图片,,线标签表示激发波长,单位为nm。(g)CDs发光光谱的CIE色坐标。(h)FC-CDs的TRPL光谱和(i)KR和最大σem。采用激光泵浦对FC-CDs的激光性能进行了表征。图3a、c、e、g、i和k分别为不同泵浦强度下的B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的发射光谱,显示出在467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm处的出现尖峰;输出在可见光区域的跨度为238 nm(图3m)。在垂直于泵浦激光器和比色皿端面的方向上观察到这些FC-CDs产生的远场激光光斑(图4a、c、e、g、i和k的插图),表明激光发射的产生。随着泵浦影响的增加,FWHMs从大约60 nm急剧下降到~5 nm。这些发射光谱表明,泵浦强度的增加使发射强度急剧增加,峰的FWHM迅速窄化。为了明确发射峰强度、FWHMs和泵浦强度之间的量化关系,图3b、d、f、h、j和l绘制了相关曲线。它们都表现出明显的拐点:对于拐点以下的泵浦强度,FWHMs和输出发射强度的强度变化不明显,但在拐点以上增加泵浦能量,FWHMs急剧窄化,发射峰值强度急剧增加,其斜率与拐点以下大不相同。拐点表示激光的阈值,B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光阈值分别为319.84、35.89、53.31、11.10、43.90和17.88 mJ cm−2。考虑到这种激光泵浦中无反光镜体系,这些阈值也是合理的。为了评估FC-CDs的激光阈值水平,我们还使用相同的激光泵浦设置测量了罗丹明6G (Rh6G),其激光阈值为32 mJ cm−2,表明FC-CDs具有与常用激光染料相近的激光阈值。为了评估全色激光器的性能和商业化潜力,研究了其CIE颜色坐标、Q因子、增益系数(g)和稳定性。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光光谱对应的CIE色坐标分别为(0.131,0.047)、(0.178,0.822)、(0.494,0.505)、(0.684,0.315)、(0.728,0.272)和(0.735,0.265)(图3n)。所形成的封闭区域可以达到NTSC色域面积的140%,表明FC-CDs在全彩色激光显示中的巨大潜力。对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs,各自的激光线宽分别为0.17、0.13、0.11、0.21、0.21和0.34 nm,相应的Q因子(Q = λp/∆λp,其中λp为激光峰波长,∆λp为激光线宽)分别为2748.8、4103.8、5249.1、2920.5、3111.9和2073.8,这些值目前位于可溶液加工激光器中的前列。这些发现表明,我们的FC-CDs的激光器在激光质量上具有相当大的优势,这有利于其实际应用。光学增益系数量化了荧光材料实现激光发射的能力,可以用变条纹长度法来计算光学增益系数。激光输出强度可表示为:I(l) = (IsA/g) [exp(gl)-1], (4)其中I(l)为从样品边缘监测到的发射强度,IsA描述了与泵浦能量成正比的自发发射,在固定的泵浦能量下为常数,l为泵浦条纹的长度,g为净增益系数。图3p显示了在2倍激光阈值下,输出发射强度与激发条纹长度的关系。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的增益系数分别为8.9、24.7、17.1、16.0、13.5和21.5 cm−1。这些结果与大多数有机激光材料相当甚至更优,表明这些FC-CDs具有良好的增益特性。稳定性也是评估激光器时的一个重要考虑因素。在2倍激光阈值下连续泵浦FC-CDs激光,G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs连续工作7、7、5.5、5.5和4 h后,激光强度分别为初始激光强度的0.97、0.97、1、0.98、1.03倍(图4)。在CDs的2倍激光阈值下,将相近激光波长的常用商用激光染料与相应的CDs进行了稳定性比较。香豆素153 (541 nm)、Rh6G (568 nm)、RhB (610 nm)、Rh640 (652 nm)和尼罗蓝690 (695 nm)的激光强度分别下降到初始强度的0.60、0.84、0.89、0.76和0.73倍。对于B-CDs,激光阈值大约比其他CDs高一个数量级;在泵浦的0.6 h时,激光输出逐渐降至零。相比之下,香豆素461 (465 nm)的激光在0.2 h的操作时间内消失。与以往的文献相比,本工作对CDs激光进行了更全面的研究,该激光器具有从蓝色覆盖到近红外区域的宽可调激光范围、高增益系数、高Q因子、良好的辐射跃迁率、可观的增益系数和优异的稳定性。这些参数都处于CDs激光的前沿。图3 激光稳定性。(a)B-CDs、(b)G-CDs、(c)Y-CDs、(d)R-CDs、(e)DR-CDs和(f)NIR-CDs与具有相近激光波长的商用有机激光染料在相应CDs的两倍激光阈值下的稳定性对比。FC-CDs的上述独特激光特性使其能够实现比传统热光源更亮的照明和色域更宽的全色激光成像。图4a-f分别为以B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs激光为光源对分辨率板(1951USAF)照射后的光学成像。利用互补金属氧化物半导体(CMOS)相机观测到的图像强度分布均匀、清晰、无散斑。作为对比,我们也使用商用激光器作为成像光源,使用波长为532 nm的连续波激光器和脉冲(7 ns, 10 Hz)激光器分别产生如图4g和h所示的光学图像,具有明显的激光散斑。从根本上说,这是由于图像质量受到激光高相干性带来的斑点的限制。我们进一步展示了这些CDs激光在全息显示中的潜在适用性,全息显示被认为是在3D空间中重建光学图像的最现实的方法之一,并且作为下一代显示平台为用户提供更深入的沉浸式体验而受到广泛关注。图4i为其实验设置。将CDs激光作为照明源照射到空间光调制器(SLM)上,在SLM上加载不同相位掩模(全息图)以重建全息显示所需的图案,在本例中为郑州大学的徽标。徽标分为三个部分,每个部分都可以使用B-CDs、G-CDs、和R-CDs出射的激光进行全息成像(图4j)。第一行是设计好相位掩模并输入SLM的原始图像。第二到第四行分别是CMOS相机在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下拍摄的光学图像。第一列显示了会徽作为一个整体,并被分成几个部分。不同的组件可以简单地组合起来,以获得完整的彩色徽标(图4k)。这些静态图像具有高分辨率和高对比度,为了更接近实际应用,我们制作了一系列不同运动姿势的人物彩色全息图像,以获得彩色动态人物视频。图4l中的第一行给出了这些运动姿势的原始图片。第二至第四行分别显示了在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下每个运动姿势不同部位的独立全息图像。然后将每个运动姿势的不同颜色部分合并到图41的第五行中。然后以每秒3帧的速度将从左到右依次输出,从而实现动态全息显示。虽然成像质量和显示方案还需改进,但我们的实验证明了未来基于CDs的激光成像的可行性。图4 基于FC-CDs激光的无散斑全彩色激光成像和彩色全息显示。(a)B-CDs、(b)G-CDs、(c)Y-CDs、(d)R-CDs、(e)DR-CDs和(f)NIR-CDs激光,以及(g)连续波激光器(532 nm)和(h)脉冲激光器(7 ns, 10 Hz,532 nm)的商用激光源下的1951USAF的光学图像,标尺均为100 μm。(i)以CDs激光为光源的全息显示器实验装置(S1、S2、A、P分别为狭缝1、狭缝2、衰减器和偏振器;L1-L4分别为焦距40、100、100、50 mm的镜头 圆柱透镜的焦距为100 mm)。(j)郑州大学校徽全息静态展示。(k)为(j)中部分成像合并后的彩色徽标。(l)运动角色的全息动态显示。全息显示器中的比例尺都是1 mm。总结与展望综上所述,在无反光镜体系的光泵浦中,FC-CDs实现了467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm的波长可调谐随机激光发射,从蓝色到近红外区跨越238 nm,覆盖了NTSC色域的140%。sp3杂化碳的低含量在n -π*隙中引入了集中的激发态能级,从而实现了较窄的FWHMs和粒子数反转,高KR(高PLQY和小寿命)有利于光放大。这两个因素决定了FC-CDs的激光增益特性,在CDs激光阈值的2倍能量泵浦下,FC-CDs也表现出高Q因子、可观的增益系数和比普通商业有机染料更好的稳定性。最后,我们成功地演示了使用这些FC-CDs激光作为光源的彩色无散斑激光成像和高质量的动态全息显示。我们的研究结果扩展了CDs激光的波长范围,提供了对其激光性能的全面评估,并为全彩色激光成像和显示应用打开了大门,从而显著促进了可溶液加工的CDs基激光器的实际应用和发展。文献链接:https://doi.org/10.1002/adma.202302536
  • 车仁超教授课题组在电镜中观察到坡莫合金吸波微球的三维磁耦合
    p   日前,复旦大学先进材料实验室车仁超教授课题组成功制备了坡莫合金复合吸波材料并运用洛伦兹透射电镜观察到了三维磁耦合。 /p p   随着电磁波在军事、工业及民用产品中的应用迅速增加,电磁干扰已经成为一种新的社会污染,因此亟待发展高效的微波吸收材料。如何设计合成一种高性能的微波吸收材料并理解分析其微观吸收机理一直是微波吸收领域的关键问题和难点所在。针对这一难点,车仁超教授课题组开展了富有创新性的工作,并取得重要进展。 /p p   首先,该工作中首次利用具有强磁损耗能力的坡莫合金微球为“核”和具有偶极极化和弛豫现象介电损耗的氧化钛为“壳”来构建三明治型复合吸波微球,得到介电损耗和磁损耗协同效应协同吸波的新颖吸收剂,可解决一些现存在于微波吸收剂设计的缺陷,从而满足对高性能微波吸收应用的技术要求。其次,通过利用先进的透射电镜电子全息分析建立了复合微球的微磁特性和宏观吸波性质的物理关联。电镜电子全息证实磁核的高密度杂散磁力线可以穿透氧化硅和氧化钛外壳,并与相邻微球建立耦合,由此来消耗了入射微波能量,高达-58.2 分贝。 /p p   该结果日前在线发表于国际权威期刊《先进材料》(Advanced Materials,影响因子17.493)上,题目为CoNi@SiO2@TiO2 and CoNi@Air@TiO2 Microspheres with Strong Wideband Microwave Absorption。本工作得到了科技部973计划,国家自然基金委员会的资助,并得到了先进材料实验室的大力支持。 /p p   链接: a href=" http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201503149/full" target=" _blank" title=" " 点击浏览 /a /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/31a7b173-ce8c-41e4-b526-8cbe51e7f430.jpg" title=" 图.jpg" / /p p   CoNi@SiO2@TiO2微球的(a)杂散磁场 (b)相邻微球的磁耦合 (c)三维模型 /p
  • 日本团队利用中子射线开发全息成像技术成功获得轻元素的超精密原子三维图像
    p   日本熊本大学近日发布消息称,该大学与多家日本大学和研究机构组成的联合团队利用包含各类波长中子射线的“白色”中子束(所谓“白色”的比喻,是因为白色可见光是由各种不同波长的光波所构成)开发出新型全息显微镜,可用于在原子水平对半导体、传感器等高性能材料中添加的微量轻元素进行精密结构分析。其中子束来自位于茨城县东海村的“大强度质子加速器”(J-PARC)。这项成果的突破点在于: /p p   一是能够分析微量轻元素掺杂物。以往采用的X射线及电子束,对于氢、锂、氧等轻元素的敏感度很低,无法用于成像。而上述轻元素在今后开发新能源材料时,将有重要用途。 br/   二是对破解功能性材料的作用机理具有重大意义。在研发过程中,团队成功对萤石结晶中掺入稀土元素铕(Eu)的情况进行了验证,通过超精密成像,对稀土元素周边的特殊结构成功进行了解析。萤石是放射线传感器中的核心材料。这是世界上首次对这种结构进行解析,这一技术将有望大幅度提高放射线传感器的性能。 /p p   此外,由于利用这种“白色”中子射线对掺杂物进行研究时,只需进行一次拍照即可对100种波长形成全息图,从而极大地缩短了研究周期。今后,通过对各类功能材料调整掺杂物成份,进行成像分析,将可能带来众多其它材料性能的重大突破。 br/   参加这一工作的有熊本大学、名古屋工业大学、茨城大学、广岛市立大学、高辉度光科学研究中心等九个单位的研究人员。 /p
  • 上海光机所斐波那契-比累对切光子筛相移全息成像研究取得进展
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室张军勇课题组针对相移干涉技术,首次构造了三焦点的累对斐波那契-比 span style=" text-indent: 2em " 切光子筛,实验验证了基于单次曝光的相移数字全息成像技术。相关成果发表在[Optics Express,& nbsp 27, 32392 (2019)]。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 相移干涉技术广泛应用于各类测量中,比如折射率、光学元件损伤、波前测量、光学表面缺陷等诸多领域。而融合了相移技术的数字全息成像,更是极大地推动了全息领域的蓬勃发展。传统移相器分为两类,一类是压电陶瓷、波片、空间光调制器等通过分时实现多次曝光,另一类是基于光栅等衍射元件的空分相移技术实现单次曝光。基于前期希腊梯子透镜的工作基础,课题组设计了一类三焦点的斐波那契光子筛,在传统单焦点比累对切透镜的基础上成功延拓出了三焦点的斐波那契-比累对切光子筛,不仅实现了对参考光与物光在单次曝光下的多重锁相拷贝,顺利解决了数字全息中的移相问题,而且对于微小待测物体,该结构表现出共光路特性,可以单光路实现相移干涉记录,这一特性进一步增强了测量光路的稳定性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 斐波那契-比累对切光子筛属于振幅型衍射透镜,适用于相移X射线全息术。对于EUV及更长的相干光波段,可以设计成位相型衍射透镜,提高衍射效率,提升对弱信号的检测与成像能力。该项研究得到国家自然科学基金和中科院青年创新促进会项目的支持。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-27-22-32392" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 论文链接 /strong /span /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 172px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/bc55fad6-fda1-4f21-9d31-57e8dc973614.jpg" title=" 斐波那契-比累对切光子筛的原理图.png" alt=" 斐波那契-比累对切光子筛的原理图.png" width=" 450" height=" 172" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 斐波那契-比累对切光子筛的原理图 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 197px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/02360f2a-a8e2-4f68-9ac1-54f6d4c5742f.jpg" title=" 待测物体重构的实验结果,振幅(a)与位相(b)分布.png" alt=" 待测物体重构的实验结果,振幅(a)与位相(b)分布.png" width=" 450" height=" 197" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 待测物体重构的实验结果,振幅(a)与位相(b)分布 /p
  • 郭可信先生与中国电子显微镜学会|2023年全国电子显微学学术年会大会报告(下篇)
    中国电子显微镜学会、仪器信息网联合报道 2023年10月27日,2023年全国电子显微学学术年会在东莞市会展国际大酒店龙泉厅盛大开幕。大会由电镜学会电子显微学报编辑部主办,南方科技大学、松山湖材料实验室、大湾区显微科学与技术研究中心共同承办,仪器信息网作为独家合作媒体参会报道。大会为期三天,参会人数再创新高,吸引来自高校院所、企事业单位、仪器技术企业等电子显微学领域专家学者2000余人出席参会。大会现场2023年是中国电子显微学开拓者之一郭可信先生诞辰一百周年,本届年会大会为专题纪念专场,怀念郭可信先生生前对中国电子显微学发展付出的心血与作出的巨大贡献。本届年会的主题是:显微鸿鹄志,世界一片天——怀念郭可信先生。大会开幕式由大会秘书长、北京大学教授高宁主持,大会主席、中国科学院院士 张泽,大会承办单位南方科技大学副校长、中国科学院院士贾金锋,大会组委会主席、电镜学会理事长韩晓东分别致辞。大会分为大会报告和13个分会场报告。开幕式后进入大会报告环节,大会报共分为五个阶段,依次由北京工业大学/南方科技大学教授韩晓东,中国科学院物理研究所研究员马秀良,中国科学院院士张泽,东南大学教授孙立涛,中国科学院院士叶恒强分别主持,十二位著名学者、相关仪器设备厂商专家代表依次为大家分享了精彩报告。以下为大会报告下半场七位大会报告内容摘要,以飨读者。大会报告下半场,由中国科学院院士张泽(左),东南大学教授孙立涛(中),中国科学院院士叶恒强(右)共同主持大会特邀报告:中国科学院院士、季华实验室教授 叶恒强报告题目:郭可信先生与中国电子显微镜学会在郭可信先生诞辰一百周年,叶恒强院士回顾了郭先生与中国电子显微学事业发展的渊源,郭先生生前对中国电子显微学发展付出的心血与作出的巨大贡献,以怀念郭可信先生。从1949年全国解放时中国拥有的第一台电子显微镜——英国Metropolitan-Vickers制造的EM/1M型透射电子显微镜;到1956年,在东京召开的第一届亚太地区会议,中国电子显微学论文第一次登上国际舞台;到中国电子显微学研究的先驱们,郭可信先生、李方华先生、黄兰友先生等。结合珍贵资料,叶恒强院士首先回顾了中国电子显微学事业的开端背景。接着回顾了中国电子显微镜学会成立的曲折历程。上世纪70年代,中国电子显微学界,错失了在衍射衬度电子显微学领域与国际同步进展的机缘。在国际高分辨电子显微学进展的冲击下,中国代表团于1979年参加了纪念日本电镜学会成立30周年的学术会议,在此启发下,1980年11月,中国电子显微镜学会在成都正式成立。随后,一批人才从国际一流电镜实验室学成归来的,中国电子显微学的春天。在郭可信先生等先辈的据理力争下,在国际友人的协助下,1986年9月,在国际显微学大会上,中国电子显微镜学会正式成为国际电子显微学联合会(IFSEM)成员,IFSEM接纳中国两个学会会员,称谓分别是:“Chinese Electron Microscope Society(对大陆),Electron Microscope Society, Taibei, China (对台湾)”。接着,叶恒强院士通过郭可信先生在振兴中国电子显微学事业过程中的点点滴滴事迹,回顾了郭可信先生的操劳。最后表示,有一些科学家,他们既有冲击世界前沿的能力,又能有很好的科研管理的才干,郭可信先生就是这样的科学家,是他代领着中国准晶研究团队走在世界前列。有句俗话叫做“大树底下好乘凉”,如今,更觉得清凉的可贵。同时,也借纪念郭先生这样的机会,祝中国电子显微镜学会走向新的辉煌。大会特邀报告:中国科学院院士、清华大学教授 隋森芳报告题目:冷冻电镜迈入新时代: 原位+近原子分辨隋森芳院士表示,郭可信先生不仅在物理材料领域对我国及国际的电子显微学做出了贡献,在生命科学电镜研究方面,也发挥了诸多非常具有先导性的作用。并分享了一些案例,包括上世纪九十年代,在国内刚开始发展时,郭先生就亲自主持了一项蛋白质电子晶体学的国家项目,这或许是国内最早的相关项目;上世纪九十年代中期,郭先生在北京推动第一台配置冷台的电镜,并吸引一批学者开展相关工作等等。接着,分享了生命科学冷冻电镜技术的最新发展进展。冷冻电镜技术是当今生命科学的前沿热点技术之一,近年来在Cell,Science,Nature的年度十大科学突破评选中,冷冻电镜因把生命科学推进到原子水平而连续当选。冷冻电镜主流技术包括单颗粒冷冻电镜技术(cryo-EM SPA)和冷冻电子断层成像技术 (cryo-ET),冷冻电镜结构生物学面临的挑战包括颗粒尽可能的小、颗粒尽可能大、颗粒的不均一、时间分辨等。最后,围绕近一年cryo-ET高分辨结构统计情况,分析了原位电镜技术的系列进展,一些代表性进展包括藻类光合系统的进化研究、激发态能量如何从藻胆体传递给光反应中心(PSII/PSI)相关研究等。大会特邀报告:中国科学院院士、清华大学教授 朱静报告题目:量子材料序参量和电子显微学作为我国材料电子显微学领域的前辈,六十余年来,朱静院士始终坚守在电子显微学研究第一线,在诸多材料领域,对于如何进一步利用电子显微镜中电子和物质的交互作用产生的各种信号,有着深刻地认识。近十年来,朱静院士主要聚焦在两种电子显微学方法。一是针对功能材料的量子材料序参量和电子显微学,一是针对结构材料,高通量多尺度(豪微米-亚埃尺度)应用于结构材料研究(飞机发动机单晶叶片和涡轮盘)。此次报告中,朱静院士主要分享了开展第一个工作的研究进展。据介绍,上世纪六七十年代对凝聚态物质研究的主要思路是从对称性出发,来寻找体系中可测量的序参量;而到了八十年代,则出现了两大里程碑式的进展:其一是以拓扑绝缘体和分数霍尔效应为代表的一系列跳出了朗道-金茨堡理论的体系和现象,其二是高温超导的出现引出了所谓强关联电子体系。朱静院士团队在2013年完成了定量EMCD 的研究,利用电子显微学方法定量的测定材料中原子磁矩。有可能利用电子显微学方法测量“点阵、电荷、自旋、轨道、拓扑”序参量。同年,启动了题目为“铁性序参量的亚原子尺度协同测量及耦合机制”的973课题。近十年来,围绕测量方法、关联性、科学问题开展研究。代表作品包括徐坤博士的磁光材料研究(博士学位论文- 2021,文章/PNAS)、王泽朝博士的超导材料机制研究(博士学位论文- 2023,文章/Nature,Science) 等得到国际学术界的关注和认可。2023年,由朱静院士著作的《量子材料序参量和电子显微学》也将由科学出版社于2023年12月出版等。最后,结合实例,详细介绍了点阵序参量、轨道序参量、电荷序参量、自旋序参量、拓扑序参量等方面的最新研究进展。公司特邀报告人:赛默飞Dr. Eric van Cappellen报告题目:The latest trends in (scanning) transmission electron microscopy赛默飞首席专家Eric Van Cappellen首先追忆了与郭可信先生的渊源。郭可信先生和Severin Amelinckx教授都是电子显微学届的权威,两位也是多年的好友,而Eric的博士阶段便是在Severin Amelinckx教授课题组度过。随后,Eric介绍了在当前生命科学领域,随着对细胞和组织研究的进一步深入,体电子显微镜再次成为趋势,但传统体扫描电子显微镜并不能满足前沿研究的需求。而具有4种可切换离子源(Xe, Ar, N, O)的Hydra Bio Plasma-FIB,有效解决了传统体扫描电子显微镜Z与X-Y方向分辨率不同以及机械变形的问题,可用于冷冻或树脂包埋生物样品更精确的体积成像及冷冻透射电镜三维重构样品的制备。接着,Eric从电子光学的灵活性,数据收集的灵敏性,信息获得的有效性三个角度介绍了如何解决材料科学领域的应用难题——减少样品的电子束损伤。通过具体的案例,Eric介绍了赛默飞最新的基于AI的图像减噪,高通量高灵敏度低剂量Ultra-X能谱,适用于电子束敏感材料成像的iDPC等有效减少样品的电子束损伤的最新技术。公司特邀报告人:泰思肯Dr. Daniel Němeček报告题目:Improving phase and orientation mapping at the nanometer scale by precession-assisted 4D-STEM microscopyTESCAN集团STEM专家Daniel Němeček博士为大家分享最近热点的4D-STEM技术进展。近期发展起来的4D-STEM技术是一种基于纳米束衍射的强大分析方法,可以在纳米级的分辨率下解析和表征多晶材料中晶体相位分布和单个晶粒的取向。然而,由于实验设置的复杂性以及样品扫描与束闸、旋进和检测器同步读出的挑战,使得4D-STEM技术的广泛使用受到了限制。Daniel Němeček在报告中展示了一种快速获取和处理4D-STEM数据集的新方法,因为所需硬件组件都与高水平的系统自动化和优化算法完全集成,用户可以简单操作,实时处理数据,在新的多模态分析电子衍射显微镜下获取可视化结果。TESCAN与德国Julich的Ernst Ruska中心密切合作,通过一些开发的应用实例,展示4D-STEM测量的强大功能。此外,通过一个多晶铝箔的例子,展示如何结合同时获取的EDS数据进行多模态分析,从而改善4D-STEM相分析的准确性。该多晶铝箔添加了金纳米颗粒,这些纳米颗粒具有非常相似的晶格参数(98%)。大会特邀报告:纽约州立大学奥巴尼分校医学科学系高级研究员 隋海心 报告题目:初级纤毛的立体电子显微学研究回忆往昔,隋海心高级研究员是郭可信先生1996年毕业的博士生,之后从材料物理领域转到结构生物学领域,研究水通道蛋白,从用X射线晶体学方法转回用冷冻电镜进行解析,做出了一系列突破性成果,以“逆分辨潮流”方式,分辨率越做越低,样品尺度越做越大。纤毛在生物学中非常重要,分为可动和不可动两种。在通常的认知中,可动纤毛外面有9个双管,里面有2个单管,即9+2结构;不可动纤毛只有9个双管,即9+0结构。隋海心高级研究员用多层电子层析方法测定的初级纤毛的全长三维结构则推翻了不可动纤毛的9+0结构模型。隋海心高级研究员在报告中讲述了研究初级纤毛的背景、历程和一些心得。认为,文章不能全盘迷信,别人能做的自己不一定能做,另外,正如郭可信先生经常指导的“科研不要先入为主”,这样往往会误导后续的工作开展。大会特邀报告:东京大学教授 Naoya Shibata报告题目:MARS——New atomic resolution electron microscope for magnetic materials日本东京大学教授Yuichi Ikuhara 视频祝福报告开始,Naoya Shibata 首先播放了国际著名球差电镜专家、日本东京大学Yuichi Ikuhara教授带来的视频祝福,视频中,Ikuhara教授回顾了其1988年第一次访问中国时与郭可信先生的会面,从那时起开始与中国开展系列合作,也看到那时的许多学生成为两边国家高校和研究机构的主力,为中日之间的电子显微学交流做出巨大贡献,郭可信先生等科学家的愿望延续至今,期待能保持下去。接着,Naoya Shibata教授对原子级分辨率无磁场球差校正扫描透射电镜MARS的研发设计做了详细介绍。MARS由Naoya Shibata教授团队与日本电子合作开发,采用一种相反极性的前后反对称透镜设计,配合最新的五阶自动调整新型球差矫正器,使得样品可以处在完全无磁场的环境中,电镜仍然保证原子级的分辨率。此外,还可以搭载如电子全息、差分衬度STEM探测器(SAAF)、叠层衍射成像探测器(4D Canvas)、能量损失谱(EELS)以及大固体角EDS。这种多用途设计,使得该设备拥有巨大的应用前景。MARS对于磁性材料和器件来说是一款功能强大的电子显微镜,它的倾斜扫描可以减少DPC成像中的衍射对比度。接下来,MARS后续还将继续突破无磁场条件下的低温观测的挑战。大会合影留念
  • 新全息相机揭示更多“隐秘角落”
    美国西北大学研究人员发明了一种新型高分辨率相机,采用“合成波长全息术”将相干光间接散射到隐藏物体上,这些物体再将光散射回相机,通过重建散射光信号而呈现隐藏的物体。利用它,人体的皮肤到骨头将一览无余,甚至还能看到角落和散布四周的介质,如雾气等。相关研究发表在17日的《自然通讯》杂志上。  为角落里的物体成像和为人体器官成像似乎是不同的范畴,但论文第一作者弗洛里安威洛米泽说,二者实际密切相关,都需要处理散射介质,光线照射到物体并以无法再看到物体直接图像的方式散射。  威洛米泽说:“当用手电筒照射你的手时,你会在手的另一边看到亮点,但从理论上讲,你的骨骼应该会有一个暴露出轮廓或结构的影子。”然而,通过骨骼的光线在人体组织内向各个方向散射,完全模糊了阴影图像。因此,研究团队的目标是拦截散射光,重新测量有关其传播时间的信息,以揭示无法被成像的物体。  为了克服可以对光进行高精度测量的探测器成本高昂的问题,研究团队通过合并来自两个激光器的光波,形成了一种为不同散射场景下进行全息成像而量身定做的合成光波。这是第一种能在角落周围通过散射介质进行成像的技术。该方法结合了高空间分辨率、高时间分辨率、小探测区域和大角度视野。这意味着,即使在物体移动的情况下,相机也能以高分辨率拍摄出狭小空间中的微小特征以及大面积区域中隐藏的物体。  由于光只能沿直线传播,因此必须有不透明的障碍物(例如墙壁、灌木或汽车)让新相机能看到拐角处。光从传感器单元发出,从障碍物反弹,然后击中拐角处的物体,接着光反射回障碍物并最终返回传感器单元的检测器。  据介绍,由于具有高时间分辨率,该相机还可对快速运动的物体成像,例如心跳或街角飞驰的汽车。车辆转弯时,该相机可看到附近车辆以防发生意外。它还可替代用于医疗和工业成像的内窥镜。例如,在结肠镜检查时,可用它观察肠道内的褶皱。此外,该相机在夜间和有雾的天气下也可使用。  总编辑圈点  对遮挡或散射介质背后的物体成像,其实是一个相对较新的研究领域,即所谓非视距成像。与相关的非视距成像技术相比,新方法可快速获取大范围、亚毫米精度的全视野图像,在这种分辨率水平下,相机甚至可透过皮肤成像,看到哪怕最微小的毛细血管。因此,这一方法在无创医学成像、汽车预警导航系统以及在狭小空间进行工业检查等方面,拥有无限潜力。
  • 全球首发!景杰生物全息空间蛋白质组学“透视”微观蛋白世界
    在世界经济论坛发布的《2023年十大新兴技术报告》中,空间组学被评选为未来最有潜力对世界产生积极影响的十大新兴技术之一。这标志着空间组学不仅在科研领域取得了显著成果,更有望为医学、农业等多个领域带来革命性的突破。在这一技术浪潮中,景杰生物以其卓越的科研实力和前瞻性的战略布局,成为空间蛋白质组学领域的佼佼者。自2021年6月首次推出空间蛋白质组以来,景杰生物不断对技术与体系进行全面优化,一次次刷新着空间蛋白质组学的研究边界。如今,景杰生物再次重磅推出“全息空间蛋白质组学”,为空间蛋白质组学研究提供了更为强大的工具。全息空间蛋白质组学依托于景杰生物创新的10X Proteomics平台,该技术能够支持组织微环境的全覆盖高深度蛋白质组空间检测。在实验中,景杰生物研发团队选择了癌症石蜡样本,运用全流程的先进仪器设施,如徕卡冷冻切片机、数字玻片扫描系统和蔡司激光捕获显微切割仪,进行一站式操作。经过烤片、脱蜡、复水、HE染色等一系列步骤后,成像技术精准定位目标区域,并进行无间隔地切割取样。酶解后使用Orbitrap Astral / timsTOF 最新款高性能质谱平台进行蛋白质组学检测,从而得到与组织微环境图像匹配的全覆盖空间蛋白质组学数据。通过对目标区域进行全覆盖检测,得到了带有空间位置信息的100份蛋白质组学数据,每份数据对应精细组织,无间隔地构成了“全息”的空间蛋白质组学数据集。这些数据集共检测到5500多个蛋白,平均每个样本可检测到4100多个蛋白,是目前最大最全面的全息空间蛋白质组学数据集之一。对于全息空间蛋白质组学得到的庞大数据集而言,如何有效地利用生信分析手段进行挖掘和展示是大家的重要关注点。为此,景杰生物生信和人工智能团队借鉴空间转录组的分析经验,针对全息空间蛋白质组学开发了一系列工具,帮助我们“看得见、挖得深、画得漂亮、画得清晰”。通过以上数据分析方案,可实现与空间转录组学类似的:全息空间样本点无监督聚类分析、类间差异分析/差异蛋白功能注释、单个差异蛋白空间可视化、基于清晰的组织病理特征注释和指定病理分组差异分析、基于反卷积等算法注释细胞类型得分/比例等等个性化分析。相信这样一套分析的组合拳,一方面可以将蛋白信息清晰还原到组织空间微环境中,另一方面也可以与临床病理信息精准结合,定会成为空间蛋白质组学研究的标杆,加速精准医学和基础研究。随着本次全息空间蛋白质组学发布,景杰生物已搭建成全球首个结合空间蛋白质组学、空间磷酸化修饰组学以及全息空间蛋白质组学的一站式空间组学平台。包含了既可以满足个性化选取不规则点位进行蛋白质组精准检测的空间蛋白质组学,又可以进行个性化选取不规则形状点位进行磷酸化修饰精准检测的空间磷酸化修饰组学,本次又实现对组织微环境进行高分辨率全覆盖式蛋白质组精准检测的全息空间蛋白质组学,满足蛋白质组研究的多项需求,为空间蛋白质组学研究提供更多选择。展望未来,全息空间蛋白质组学将在癌症研究、神经科学、免疫学等多个领域发挥重要作用。而景杰生物作为空间蛋白质组学的先驱和引领者,将不遗余力全面推进空间蛋白质组学的技术进步,为前沿研究保驾护航!
  • 瑞典Phiab公司发布新款小型激光全息显微镜M4
    激光全息技术开创了前所未有的最佳非标记实时细胞分析,可以在细胞自然生长状态下,无需任何标记,即可实时分析细胞的增殖,分化,凋亡,并可实时提供视野内每个细胞的运行轨迹及形态变化。 激光全息技术有别于电阻法和其他的标记显微技术,激光全息技术利用激光干涉原理,可以定量每个细胞的形态参数,包括体积,面积,厚度,圆度,不规则度等等,并可进行细胞3D形态的观察。 仪器小巧,可在桌面观察样品,也可直接放入培养箱,实现边培养边观察。633nm的微弱红光,经历长时间多次曝光,不会对细胞造成任何伤害 右图为放置在培养中的M4激光全息显微镜 技术应用 M4自动聚焦,全程无需手动调焦。实时追踪细胞形态变化,并可以以Video的形式导出,呈现最真实的3D图像 如应用到人类胰腺肿瘤细胞系PaTu 8988S和PaTu 8988T细胞骨架动态变化。经过Latrunculin B 处理后的细胞形态的变化过程。 应用于细胞凋亡研究 纳米级的分辨率能观察到细胞分化整个过程 研究小鼠神经元在凋亡时体积的变化,监控凋亡的整个过程,结合细胞计数功能,量化细胞的存活率。可应用于药物筛选。 实时拍摄细胞迁移功能 细胞计数功能--自动生成体积、面积与细胞数量的分布图,以及细胞总数量以及每ml细胞数量。 细胞追踪功能 选择靶标细胞进行实时追踪,监控肿瘤细胞运行的轨迹以及迁移速率,运动速率 自动导出的细胞迁移轨迹图谱 实时监控细胞体积的变化,检测细胞分化 瑞典Phiab公司简介: 瑞典Phiab公司是激光全息细胞分析的全球领导品牌。激光全息技术开辟了细胞成像分析的新纪元,被国外专业杂志评价为开创性技术。M3激光全息细胞成像及分析系统作为专业细胞全息分析的第一品牌,提供无与伦比的细胞形态学分析和实时3D成像技术,将开启细胞形态学分析新的研究领域。 瑞典Phiab公司国内独家代理: 北京倍辉科技有限公司 www.bio-sun.com.cn
  • 海洋光学推高透光率低杂散光全息光谱
    海洋光学(Ocean Optics – www.oceanopticschina.cn) 推出像差校正全息凹面衍射光栅光谱仪 – Torus 系列。该光谱仪具有透光率高、杂散光更低、热稳定性好的特点,可用于液体、固体等的吸收、荧光测量。Torus 可见波段光谱仪(360nm-825nm),杂散光水平:在400nm 处,约0.015%,较平面光栅等微型光纤光谱仪更低。   平场光学设计及全息凹面光栅用于光的色散:Torus 光栅的凹面用于光的反射及汇聚 光栅刻线用于光的色散 光栅的环形设计用于像差校正,提高衍射效率。   Torus 并且具有较高的光学分辨率(1.6nm FWHM,25um 狭缝)和优良的热稳定性(在0-50℃范围内,波长漂移更小,峰型保持基本一致)。   Torus 系列光谱仪可以通过 USB 接口与计算机进行交互控制,可以根据客户需要更改狭缝、滤光片及其它配件来优化配置 也可以通过 C-mount 接口与显微镜等配合使用。与海洋光学的其它光学配件一起,使您的测量更方便,更灵活。   Torus 通过海洋光学的 Spectrasuite 光谱操作软件来进行操作与分析,并且可用于 Windows, Macintosh,及 Linux 操作平台。并且还与海洋光学的 OmniDriver,SeaBreeze 软件开发平台相兼容。
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