高精度离子探针设备

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

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

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

2010年1月16-17日，由北京离子探针中心主办的“2009北京SHRIMP成果报告会”在京隆重举行。中国科学院多位院士、政府相关部门负责人以及来自全国各地的地学界同仁等约100人出席了开幕式。自2002年起，一年一度的“北京SHRIMP成果交流会”已经成为中国地学界同仁们进行学术交流、展示成果的一个重要平台，其在学界的地位得到了业内人士越来越高的重视。 　　2010年1月16-17日的“2009北京SHRIMP成果报告会”开幕式上，“中心”主任刘敦一研究员向与会领导及来宾总结汇报了“中心”2009年度的主要工作进展 ，其中他也谈到了北京离子探针中心自主研发离子探针质谱类大型科学仪器的相关情况： 　　目前，在科技部和财政部的支持下，该项建议已在“十一五”国家科技支撑计划重大项目《科学仪器设备研制与开发》中立项，其中《二次离子质谱仪器核心技术及关键部件的研究与开发》子项目由北京离子探针中心牵头负责并开始实施。在各协作单位的共同努力下，课题的各项研究工作进展顺利，对主要关键技术的攻关有了突破进展；完成了TOF-SIMS和Trap-TOF的整机设计、气体离子源的整体设计，加工了部分关键部件；液体金属源创新研究顺利进行，样品台三维微聚焦系统完成了方案设计及关键部件选型；离子光学系统、二次离子源及质谱接口完成了理论模拟、方案设计及优化；TOF专用高速数字转换器(ADC)已完成方案设计，实现了部分电路子系统；实现了飞行时间质谱模块和模拟电路系统模块、数字测控模块及软件系统模块；搭建了离子阱离子反应器实验装置，完成了角反射式TOF系统的设计及关键器件的研制。 　　而据“中心”近期透露，仪器研发项目的最新进展是：已经进入攻坚阶段，并已显示出中心在技术创新方面具有雄厚的基础和发展前景。

刘敦一研究员，曾任中国质谱学会理事长，2001年至今任国家大型科学仪器中心——北京离子探针中心主任。他是中国地学界的杰出领军人物，在同位素地质年代学研究领域成就卓著。同时，身为中国最早一辈从事质谱技术与仪器研制的科学家，刘敦一研究员曾多次就仪器研制相关问题向科技部、财政部提建议，呼吁相关部门关注、促进中国仪器研制事业的发展。 　　近日，仪器信息网编辑专访了刘敦一研究员，请他谈谈：他目前的仪器研制工作，以及他对中国仪器研制情况的看法。 北京离子探针中心主任 刘敦一研究员 从二次离子质谱仪器研制谈起 　　北京离子探针中心的核心仪器是高分辨二次离子探针质谱计(Sensitive High Resolution Ion Microprobe II ，SHRIMPⅡ)，该仪器是同位素地质年代学领域最先进的科学仪器之一，也是刘敦一研究员在仪器研制方面的主要研究对象。2006年，北京离子探针中心承担了“十一五”国家科技支撑计划课题——《二次离子质谱仪器核心技术及关键部件研究与开发》，目前该课题已处于验收阶段，即将结题。 　　作为课题负责人的刘敦一研究员首先介绍了该课题的相关情况：“我们课题的总目标与内容是：攻克二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectroscopy ，SIMS)及飞行时间(TOF)串联质谱的若干关键技术，自主研发一批SIMS和串联飞行时间质谱核心关键部件。这个课题是由北京离子探针中心牵头，中国计量科学研究院、中国科学院大连化学物理研究所、复旦大学等单位参与其中，各自负责不同的子课题。” 　　“我们取得了一系列课题成果。本课题的主要目标是仪器核心部件，但也搭建了飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)、离子阱飞行时间质谱仪(Trap-TOF)的整机。通过课题组成员近四年的努力，课题组完成了课题任务书既定的各项指标，发表科技论文29篇(其中向国外发表5篇)；申请国内发明专利24项，国际发明专利6项，其中已有2项国内发明专利和1项国外发明专利已获得授权；形成有关二次离子质谱(SIMS)及飞行时间(TOF)串联质谱的新技术、新产品、新装置和计算机软件等19项；有5项成果已在相关领域成功应用；培养、凝聚和造就了一支过硬的理论和技术人才队伍；建立了5个高端质谱仪器及关键部件试验平台和研发基地，为飞行时间质谱、串联质谱、高分辨ICP、辉光放电、高分辨气体同位素等高端质谱仪器自主研制的跨越式发展奠定了基础。” 　　“此次研制出来的各仪器部件有的是针对地学领域，但大部分是没有针对性的，比如离子源、样品台、离子阱、飞行管道、电学系统、高压模块等部件，这些与通常的飞行时间质谱与离子阱质谱的核心部件是一样的。所以，这些部件将来会有很广泛的适用领域。” 　　“SIMS的应用范围其实非常广泛，不仅可以用在地学领域，还可以应用于生命科学、材料、微电子、纳米等多个领域。未来北京离子探针中心仍将继续在SIMS方面努力探索。在‘十二五’，我们首先要提升本次研制出的各部件的各项指标，缩小其体积；然后，打算继续联合大连化物所等国内科研机构或国外相关机构专家，研制专门针对地学领域的TOF-SIMS。”北京离子探针中心的SHRIMPⅡ (图注：SHRIMPⅡ是磁质谱，其售价目前在3000万人民币左右，该仪器体积庞大，一台仪器占地面积就达几十平米。) 　　“TOF用在高精度同位素地质测量上是史无前例的，如果我们真的能够研制成功的话，那将是世界上第一台专门用于地学领域的TOF-SIMS。虽然我们不能保证研制出来的TOF-SIMS能比现在的SHRIMPⅡ在精度上有很大的提升，但只要该仪器能达到磁质谱的水平，这就是很大的创新与突破。先达到，再提高，这是一条新路子。但毫无疑问的是，TOF-SIMS的造价相比于SHRIMPⅡ将下降一半，体积也会缩小许多。” 实事求是地看待中国仪器研制的种种困境 　　刘敦一研究员长期关注中国仪器研制现状，在其担任政协委员时他曾写过一个名为《开展我国仪器研发制造的第二次创业》的提案，他在提案中说到：科学仪器自主研制能力是关系到国家安全与民族发展的“大事”。而刘敦一研究员在长期工作中也形成了关于中国仪器研制困境的独到观点。如果用一个词来形容他这些观点的话，那就是他在采访中提到的“实事求是”。 　　中国仪器研制有两“缺” 　　“中国在仪器研制方面是一穷二白、白手起家，基础非常薄弱。目前国内基本没有研制出大型仪器，只在一些小型仪器上有所突破，且在高端仪器研制方面没有太多投入。早期中国在仪器研制方面与国外的差距主要体现在电子学方面，现在这种差距已不明显。但中国仪器研制现在缺两样东西，一是缺乏仪器整机设计思想，二是缺乏仪器部件精密加工能力。这两方面是我们现在最需要提升的。” 　　“仪器研制是长期任务，如果不长期发展，是无法研制出好的精密仪器的。仪器研制不是找几个科学家、专家立几个项就能达成的，而应培育、设立仪器研发基地与仪器精密部件加工基地。对于国内一些在技术、人才、实验装置都配备较完善的单位，国家可以考虑将其建成为仪器研制基地，同时可以考虑培养、建立几家专门为高精尖仪器加工零部件的工厂。” 　　研制仪器核心部件比研制整机更艰难 　　“研制仪器整机，首先是要完成整机设计方案，然后着手各部件的研制与连接。因为仪器整机研制着眼是整体，很多核心部件可向国外供应商购买。所以在国内，仪器整机研制的过程有可能就沦为了仪器部件拼凑的过程。” 　　“中国如果没有研制仪器核心部件的能力，我们的仪器工业还是要依赖于外界，以后的发展还是会受到限制。所以，中国必须自己研制仪器部件，这样我们的仪器工业才能独立，大量进口仪器的价格才有可能下降。希望相关部门能重视与鼓励仪器部件的研制。” 　　“仪器核心部件的研制没有捷径，需要研究者从头做起，以中国的薄弱基础与粗糙的仪器部件加工能力，研制仪器核心部件的难度非常大。此外，研究者在部件研制出来以后，为了验证该部件的性能，还可能需要搭建整机，这又是一个非常艰难的过程。所以‘研制仪器核心部件比研制整机更艰难’。” 　　仪器研制项目过于强调“大联合” 　　“目前，国内很多仪器研制项目的申请与实施是多家国内知名院校、科研院所的‘大联合’。毫无疑问，这样的‘大联合’在项目申请时会比较具有优势。但对于项目实施而言，这并不见得是好事。联合的单位越多，在项目实施过程中的管理就越困难。管理不到位，最终可能导致课题目标无法完成。所以，在技术力量足够的情况下，联合的单位越少越好，这样效率可能更高，不要总是过于强调‘大联合’。” 　　对仪器研制项目成果的期望值过高 　　“在对待仪器研制项目成果的态度上，我们的期望值不能过高。但现在一些人总是期望每个仪器研制项目都能做出原始创新成果，这几乎是不可能的。其实，以中国现有的仪器研制基础，一些高、精、尖的仪器能够仿制出来就是很大的突破。所以，我们不能要求每一项仪器研制成果都是自主创新，不能因为一些成果没有太多自主创新的成果就‘看不起’，否则会打击许多仪器研制人员的热情，不利于中国仪器研制的发展。在这点上，政府的眼光应放长远些，应有耐心。” 促进中国仪器研制，相关制度变革更关键 　　当笔者问到“如何促进中国仪器研制事业发展”的时候，刘敦一研究员有些感慨：“中国把仪器研制耽误了这么多年，现在相比于国外落后这么多，想一下子跟上来几乎是不可能的。现在要大力发展中国仪器研制事业，资金、技术、人才等多方面的支持是很重要的。但我认为，变革现有相关制度是更为关键的因素。” 　　“其实，目前国家越来越重视仪器研制了，相关的财政投入也在加大。据可靠消息称：在‘十二五’规划中，除了国家自然科学基金委‘科学仪器基础研究专项’10亿元的支持外，新设立的‘重大科学仪器装置研究专项’每年投入更多资金；此外，科技部设立的‘国家重大科学仪器设备开发专项’对仪器项目的支持力度将上不封顶。但这些钱‘可能还不容易发出去’，因为自然科学基金是支持基础研究，目前这方面的仪器研制项目并不多，基金委可能较难找到合适项目来资助。所以我个人认为，目前的财政支持力度是够的。但在制度方面，情况却不这么乐观。” 　　仪器科研项目财政管理制度亟待改进 　　“目前，仪器研制项目的管理制度缺乏灵活性，太‘死’，一是项目预算‘死’，要求在项目进行前就将项目预算计划得非常精确；二是项目周期时间太‘死’，规定一个非常确切时间段，比如三年或五年。此外，一些项目计划一旦更改，比如要申请追加项目经费，上报审核过程非常繁琐、漫长，太费时间。仪器研制项目是具有创新性的工作，受很多未知因素影响，我们无法将预算做得很精确，无法将项目周期控制得毫厘不差。项目负责人需要一定的自由度。” 　　与仪器研制成果产业化相关的知识产权、审计制度要跟上 　　“仪器研制项目的成果应考虑产业化，这样才能让国家与民众受惠，才能让仪器行业发展得更好。但仪器研制成果产业化涉及利益分配，如何分配是个大问题。由此牵扯进来的知识产权、财务审计等问题目前没有明确的制度规定，仪器研制者如考虑将成果产业化可能会遇到很多障碍。” 　　“首先，知识产权问题。目前科研人员研制出来的仪器属于职务成果，这个成果的知识产权属于研究者所在单位，而科研人员个人能否受益和受益的比例完全取决于所在单位的土政策，国家没有统一的规定。这是不合理的，会打击科研人员的积极性。其次，财务审计问题。目前，仪器产业化必然要与企业发生关联，或者是科研人员与所在单位设立公司，或者将成果出售给其他公司。因为是职务成果，所以相关的财务审计程序繁多又琐碎，让许多科研人员非常头痛，难以专心搞科研。要促进科研成果的产业化，相关制度应该跟上。” 　　需打破人才制度禁锢，保护仪器研制人员利益　　“目前，许多仪器研制项目主要集中在高校与科研院所，国家现有人才制度对进入这些单位的人员的学历要求很高，这有很多弊端。高学历并不意味着高技术水平，且仪器研制需要的人才种类很多，并不是每一个岗位都需要博士那样的高学历。而那些学历较低但在仪器研制方面很有天赋的技术人才却得不到发掘与重用。” 　　“我国专门研制仪器的人员少，大部分研究者都是将仪器研制作为‘副业’。如果仪器研制者在科研单位中不是专门从事仪器研制工作，那么他是非常吃亏的。他的利益很难得到保障，其地位、待遇较低，发文章较难，职称很难评上。在这样的情况下，科研单位留住这些仪器研制人才比较困难。我国仪器研制人才本来就匮乏，用人单位还招不到人、留不住人，这样情况就更糟糕了。相关人才制度方面该做点调整了。” 　　适当时候，一些强制性制度支持国产仪器产业是必要的 　　“目前，在购买仪器的时候，许多资金充裕的单位多是考虑国外进口仪器，对国产仪器则不作考虑，这种情况非常不利于国产仪器的发展。如果将来国产仪器发展到一定水平，国家可以采取一些强制制度，即只要国产仪器能够达到使用要求，仪器购买单位必须购买国产仪器。这样的强制性制度虽然可能存在不合理的地方，但是其对中国仪器研制以及国产仪器产业发展的推动作用一定是巨大的。” 　　针对以上方面，刘敦一研究员曾向相关部门提过许多建议，比如延长仪器研制项目周期，灵活调整项目经费，让科研人员能够享有一定比例的知识产权，允许用人单位采用岗位责任制与合同制等等。让人欣慰的是，有关部门在参考多方建议之后已经在许多方面有所调整了。 　　在采访的最后，刘敦一研究员还说到：“质谱类仪器研制需要机械、电子、物理、电气等多个学科的知识与成果，其对技术的要求是综合的、是最高水平的。这类仪器的研制可以带动其他种类仪器的发展，所以我一直建议重点发展质谱。介入这类比较高端仪器的发展，我们要鼓励自主创新，也要鼓励拷贝复制。我国各行各业对有机质谱的需求很大，如果我们真的能够研制出来，能保证仪器性能稳定，那么中国可以少买很多进口仪器，节省很多资金。” 　　采访编辑：杨丹丹 　　附录1：刘敦一研究员简介 　　刘敦一，1937年4月生，男，黑龙江人。1962年毕业于云南大学物理系。1962年至今，在中国地质科学院地质研究所从事同位素地质及其质谱技术方法研究。期间多次出国与国外同行进行合作研究或短期学术访问；曾长期担任同位素地质研究室和同位素地质开放实验室主任；1991年晋升为研究员；2001年至今，任国家大型仪器中心“北京离子探针中心”主任；曾任国际地质科学联合会副主席(1992—2000年)、国际地质科学联合会提名委员会委员、中国地质学会副理事长、中国质谱学会理事长，现任国际地质科学计划(IGCP)中国国家委员会主任和中国国际前寒武研究中心主任。第八届、九届、十届全国政协委员。 　　他在早前寒武纪地质年代学、超高压变质岩定年、蛇绿岩定年研究方面有突出成果，首次发现并厘定了38亿年和38.5亿年我国最老岩石和锆石；在同位素质谱技术方法和净化实验室建立上引领了我国同位素地质实验室的发展；引进了世界上先进的SHRIMPⅡ质谱仪，并快速建立锆石U-Th-Pb微区定年技术；2010年，其采用锆石SHRIMP定年法测定了来自美国的月岩和月球陨石样品年龄，重新确定了月球雨海纪的年龄，获国际认可。 　　他领导的北京离子探针中心，以最高的仪器利用率和开放程度，为国内外地学界提供了一个高水平的年代学实验与研究平台，以及大型科学装备远程共享示范研究—离子探针系统实现世界首创远程控制技术，得到国内外地学界的一致赞誉，并成为一个国际性开放实验室。 　　他曾发表论文151篇，其中国际SCI论文29篇；获得国土资源科技奖一等奖1项，排名第一；部级科技成果二等奖3项，排名为第二、三、七；部级科技成果三等奖3项，排名为第一、一、二。 　　2008年，美国科学杂志(American Journal of Science)出版专刊庆贺刘敦一的70岁生日(AJS，2008年3月号，Vol.308 No.3)，该刊序言称其为“中国地学界杰出的领军人物”，褒扬其领导的北京离子探针中心为“世界上运行最成功的实验室之一”。 　　附录2：北京离子探针中心 　　http://www.bjshrimp.cn/ 　　http://www.instrument.com.cn/news/20101201/052094.shtml

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

p 　　8月14日上午，经过一年多的努力，在山东省国土资源厅的领导下，在北京离子探针中心的大力支持和帮助下，山东省地质科学研究院与澳大利亚科学仪器公司签约，世界上最先进的高分辨二次离子探针质谱仪(SHRIMP V)将落户山东，这是全世界第一台第五代离子探针仪，是国际上最先进的微区原位轻同位素分析仪器，将来可为探月工程做贡献。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/181eda97-f10d-44dc-9871-e108305c44f1.jpg" / /p p 　　 strong 山东省地质科学院与澳大利亚科学仪器公司签约，订购全世界第一台第五代离子探针仪 /strong /p p 　 strong 　多次调研，决定引进 /strong /p p 　　2016年6月3日，山东省地质科学研究院与国家科技基础条件平台——北京离子探针中心达成战略合作协议，建设山东离子探针中心，拟引进世界上最先进的高分辨二次离子探针质谱仪。当年10月26日，山东离子探针中心建设项目顺利通过了包括5位院士在内的专家委员会的可行性论证；10月27日，省国土资源厅副厅长宋守军带队赴北京离子探针中心调研，为在省地科院成立山东离子探针中心做准备。 /p p 　　离子探针分析仪是一种分析“神器”,它最擅长的是测定岩石年龄，对石油、大气、地质构造、地震等学科的研究也大有用处。但设备昂贵，目前我国仅有2台Ⅱ代产品。在通过院士、专家论证及广泛调研基础上，山东省地科院做出了一个惊人之举，决定花3000余万元订购目前世界上最先进、最高分辨率的第V代离子探针分析仪。这台离子探针，比北京离子探针中心的还要先进三代。 /p p strong 　　为新旧动能转换打造科技平台 /strong /p p 　　8月14日上午10点，山东省地质科学院与澳大利亚科学仪器公司签约，订购全世界第一台第五代离子探针仪。离子探针仪将于两年后完成生产，运抵济南，在山东离子探针中心投入使用。 /p p 　　这台离子探针仪将是全世界第一台第五代离子探针仪，是目前国际上最先进的微区原位轻同位素分析仪器，将来，我国探月工程采集的月岩样品有可能会拿到山东离子探针中心，通过这台仪器来进行年代学研究。 /p p 　　省地科院党委书记、理事长于学峰说，“山东离子探针中心的建设将有助于创新地学研究的新技术和新方法，促进金矿资源领域国家重点实验室建设，完善我省国土资源创新平台体系，更是贯彻落实国家和省创新驱动发展战略、有效推动新旧动能转换的重要举措。” /p p 　　 strong 培养人才，用五年打造国际影响力 /strong /p p 　　作为山东离子探针中心项目的促成者——北京离子探针中心主任刘敦一教授介绍，之所以选择与山东省地科院合作，促成第五代离子探针仪的引进，就是看重了山东省地科院积极向上的科研追求精神，“这种主动性非常可贵，而且山东省国土资源厅又特别支持科技创新，将来的山东离子探针中心成就显而易见。” /p p 　　“引进第五代离子探针仪只是关键一步，与之配套的实验室建设、人才培养都要跟上。”在签约仪式上，山东省国土资源厅副厅长宋守军表示，离子探针仪是世界领先的高精尖科技仪器，仪器引进来从使用到维修保养都需要专业人才，省地科院要加快人才培养，在五年的时间里将山东离子探针中心建设成一个方向明确、特色突出、技术先进、向全国和国际开放的国际化实验室，尽快将山东离子探针中心推向国际地学研究的舞台前沿。 /p p & nbsp /p

硫化物是自然界中常见的一类矿物，其形成往往与地质运动或生命活动相关。硫化物中的硫同位素组成是示踪生命活动，厘定地质过程的重要依据。传统离子探针硫同位素分析精度虽然可以达到0.1-0.2 &permil ，但其束斑一般为10-30 &mu m，不适用于微生物活动相关的微细硫化物颗粒(5 mm)和硫化物复杂环带等样品的硫同位素分析。纳米离子探针具有高空间分辨的特点，但通常其分析精度较传统离子探针逊色，前人在~2 mm空间分辨下，硫化物硫同位素分析的精度仅为2-4&permil ，制约了其在地球科学中的应用。 　　为获得更高的空间分辨和分析精度，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室张建超工程师与其合作者以纳米离子探针为平台，开展了超高空间分辨与高精度的硫同位素分析方法研究。QSA效应(电子倍增器无法记录几乎同时到达的两个离子而造成的测量误差)是制约高精度同位素分析的关键因素，该研究创新性地提出了精确校正QSA效应方法，并成功研发了不同空间尺度内硫同位素高精度分析的实验方法，其空间分辨和外部分析精度分别为：~5 mm尺度内分析精度0.3&permil 、 ~2 mm尺度内分析精度0.5&permil 、 ~1 mm尺度内分析精度1&permil 。这一结果是同等空间分辨下最优的分析精度，处于国际领先水平层次，能够满足微米-亚微米尺度的硫化物颗粒(如草莓状黄铁矿)及复杂环带的高精度硫同位素分析的需求。 　　该研究成果近期发表在国际分析技术刊物Journal of Analytical Atomic Spectrometry 上(Zhang et al. Improved precision and spatial resolution of sulfur isotope analysis using NanoSIMS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2014, 29(10) : 1934-1943)。　　 地质地球所提出硫化物颗粒的高精度硫同位素分析方法

近日，中科院条件保障与财务局组织专家对中科院成都生物研究所研究员周燕主持承担的中科院科研装备研制项目“生物质谱探针电喷雾离子源的研制”进行了结题验收。经过现场测试和档案审阅，验收专家组一致认为该项目圆满完成了研制任务，达到了预期目标，同意通过验收。项目验收会现场　　电喷雾电离(ESI)离子源是生物质谱最常用的一种离子源，但仍具有如不能直接分析含高盐的生物样品的缺点，需要对高盐样品预先脱盐处理，也不能与使用缓冲盐的液相色谱联用。该项目针对商用ESI离子源存在的上述技术问题，基于具有耐盐能力的电喷雾离子化技术(PESI)，设计制造了生物质谱探针电喷雾离子源，在进样模式、仪器构建、应用开发等方面开展了系列探索性研究。截至目前该项目已研制完成一套可应用于高盐样品及生物样品的直接分析，也可与使用含高盐缓冲溶剂的液相联用的探针电喷雾质谱离子源设备。　　项目组研究人员通过不断优化控制方式、样品加载方式、高压接通方式及离子传输方式，使其具备了抗高压干扰、耐盐、抗基质干扰等特性，在此基础上，继续深入开发了液相接口，使得该离子源可与使用高盐缓冲溶剂的液相色谱联用。　　通过现场测试和应用实验证明，该项目研制的PESI具有高耐盐性能和无毛细管堵塞特点，不需要复杂的样品前处理程序，可直接分析牛奶、微量天然产物等复杂样品，提高高盐生物样品的分析效率。此外，该项目所研发的设备已在北京出入境检验检疫局等单位推广试用，用户反馈良好，具有广泛的应用和市场前景。

北京正负电子对撞机上的北京谱仪III（BESIII）实验实现了一种全新方法，为研究物质和反物质之间的差异提供了极其灵敏的探针。6月2日，相关研究成果刊发于《自然》杂志。　　论文所有匿名评审都对这一成果大加赞赏：“创新的测量方法”“很重要”“很新颖”“吸引人”“非常有前景”… … 到底是什么成果，竟让匿名评审们如此兴奋？　　不好好“组CP”的反物质　　“正反物质不对称性”是困扰科学界半个多世纪的问题，也是粒子物理学家一直在寻找的现象。他们常会提到一个词——“CP破坏”。　　“CP破坏”里的“CP”，和我们平时常说的“组CP”里的“CP”（情侣档）并不是一码事。　　130亿年前，宇宙在发生大爆炸之后迅速膨胀、冷却，大量正反粒子彼此结合、湮没。然而，就像闹了别扭的情侣一样，正反粒子在结合湮没的过程中，行为出现了一些不同。每十亿个正反粒子湮没的过程中，就有一个正物质粒子被留了下来，并最终组成了当今宇宙中所有的物质。　　科学家将正粒子和反粒子衰变过程不一样的现象，称为“CP破坏”。　　“CP破坏”的名字与李政道、杨振宁密切相关。他们提出并获得诺贝尔物理学奖的“宇称不守恒定律”认为，粒子的弱相互作用中存在“镜像”空间反射不对称性。　　在此基础上，科学家总结出了“CP破坏”。“CP破坏现象可以用来解释为什么我们的世界中只有正物质，没有反物质。”中国科学院高能物理研究所所长、中国科学院院士王贻芳告诉《中国科学报》。　　宇宙原初反物质为何消失？　　超子CP破坏有望解谜　　自上个世纪60年代以来，国外科学家已经相继在介子系统中发现了CP破坏。可是，正反物质的不对称性并没有因此得到完美解释。　　“在构成世界的主要粒子中，介子数量很少，介子衰变时多出来的正物质并不足以形成现在的世界。”王贻芳说。　　与数量稀少的介子不同，重子是构成世界的主要粒子。“如果能在重子中找到CP破坏，我们就能够更好地理解宇宙原初反物质消失之谜。”王贻芳说。　　遗憾的是，科学家从未在重子衰变中发现过CP破坏，原因在于“弱衰变信号有时会被强相互作用掩盖”。“所以要想看到重子的CP破坏，就需要有足够高灵敏度和创新性的实验方法，把弱相互作用与强相互作用的信号区分开来。”王贻芳说。　　超子是重子中的一种，类似于质子，但寿命很短，因此不像质子那样可以存在于我们身边。在超子中，有一个名叫“科西超子”的成员，由两个奇异夸克和一个轻夸克组成，当奇异夸克发生弱衰变时，它便消失了。　　超子衰变被科学家视为“寻找CP破坏的一个很有希望的狩猎场”，因为测量CP破坏时需要的一些信息可以通过超子的衰变直接测量。　　发现了高精度测量方法　　从2009年起，BESIII实验从正负电子对撞出的“碎片”中，收集到了约100亿J/psi粒子。这种名叫“J/psi”的粒子会衰变产生正—反科西超子，之后，正—反科西超子还会继续衰变、消失。　　BESIII实验组的科研人员用了100亿粒子事例中的13亿，分析出了正—反科西超子的诞生过程，重建出7万多个正—反科西超子对。如此一来，BESIII就成了一个干净、小巧的科西超子“工厂”。　　“干净”是因为本底污染率小于千分之一水平。“小”是因为BESIII实验中，超子产额并不算多。“巧”是因为BESIII实验的敏感度足够高。　　“我们的超子产额只有美国费米实验室一个叫HyperCP实验产额的千分之一，但单事例的敏感度是HyperCP单事例的一千倍。”BES III实验发言人、中科院高能物理研究所研究员李海波说。　　在分析数据时，BESIII实验组的科研人员发现了一种高精度测量超子CP破坏的方法。　　早先，他们发现，刚衰变出来的正科西超子和反科西超子之间存在一种特殊的现象——“量子纠缠”。于是，利用这种独特的量子纠缠效应，再结合科西超子其他数据信息，实验人员不仅从海量数据中同时找出了正科西超子、反科西超子的衰变信号，还以前所未有的精度测量出正—反科西超子的不对称参数。　　“新方法解决了30年来不能同时高效地对超子和其反粒子测量的困境，也给出了更丰富的CP破坏测量结果。”李海波说。　　“这一成果已经引起国际同行的关注，相关研究人员被2021年国际轻子光子大会邀请作大会专题报告，成为这一领域的新星。”王贻芳说。　　暂未发现新物理现象，将分析更多数据　　遗憾的是，BESIII实验组此次的测量结果并没有显示出超子的CP破坏迹象。即便如此，新方法的发现依然得到了国际匿名评审的认可。　　一位匿名评审点评说：“即使尚未发现CP破坏的新迹象，但研究方法上仍然很有趣。”另一位匿名评审认为：“新方法为将来的实验指明了方向，铺平了道路。”　　“这一创新方法为我们未来确认或排除超出标准模型的CP破坏来源带来了希望。”王贻芳说。　　抱着这样的希望，实验组正在向更高的测量精度发起挑战。“我们希望在不远的将来，能够用这种测量方法发现超子CP破坏的实验证据。”王贻芳表示，BESIII实验组正在分析100亿粒子衰变数据，测量精度有望再提高3倍左右。　　目前，这支由我国主要开展研究的实验团队面临着激烈的国际竞争。　　“欧洲核子中心的大型强子对撞机底夸克探测器（LHC-b）也正在大量制造超子。不过，他们的本底污染率比我们高。”李海波告诉《中国科学报》，BESIII实验组在测量上的优势在于BESIII实验“完美的探测器设计”。　　BESIII是我国历史上最早的粒子物理大科学装置——北京正负电子对撞机上的探测器。它关注两个科学问题：夸克如何组成物质粒子和宇宙物质—反物质不对称的起源。　　王贻芳介绍，从2009年至今，BESIII实验已经发表了400余篇研究成果。该探测器计划运行到2030年。　　作为我国自主研发的大型高能实验装置，BESIII实验吸引了来自17个国家80家科研机构的约500个科研人员，是目前国内正在运行的最大国际合作组。此次发表的新成果由中国科学家和国外合作者共同完成。

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器的市场情况和应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，对不同行业有代表性的“100家实验室”进行走访参观。近日，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第五十四站：北京离子探针中心，该中心学术秘书王晨女士热情地接待了仪器信息网到访人员。 　　北京离子探针中心(以下简称“中心”)成立于2001年12月18日，是由科技部、国土资源部和中科院共同出资1800万元，以共建共享方式建立的国家大型科学仪器中心，现依托于中国地质科学院地质研究所。该中心成立九年以来，坚定不移地走大型仪器共建共享的道路，仪器运行效率和科研成果产出率都进入了国际先进行列。 　　中心副主任张玉海高级工程师(左三)、杨之青工程师(右二)、王晨女士(左二)与仪器信息网工作人员合影 　　王晨女士首先为我们介绍了中心的主要仪器及其在实验室相关测试、研究业务中发挥的重要作用。“中心的核心仪器是高分辨二次离子探针质谱((Sensitive High Resolution Ion Microprobe II ，SHRIMPⅡ)。相应的配套仪器包括扫描电镜及阴极发光探头、水冷系统、超净台、显微照相、空气压缩机以及用于制样的镀金仪、抛光机等。” 　　北京离子探针中心的主要仪器情况 　　拥有国内唯一两台高分辨二次离子探针质谱，测试业务专门面向地质学相关领域开放 　　“中心于2001年5月引进的SHRIMPⅡ是世界上第九台、国内第一台SHRIMPⅡ，它是专门针对同位素地质年代学、宇宙年代学、地球化学和宇宙地球化学等地质学相关研究中的重同位素分析而设计，特别是锆石微区定年。该仪器是磁质谱，配备单接收器，当时购买价格为1800万元。” 　　“多年来，SHRIMPⅡ运行情况一直良好，坚持每天24小时，每周7天不间断运行，年分析机时(指仪器进行样品或标准样品分析的时间)保持在7200小时左右，达到科技部有关大型仪器运行效率规定的优秀标准(1600小时/年)四倍之多，成为世界上运行效率最高的一台SHRIMP。” 　　“鉴于SHRIMPⅡ的超高使用效率以及仪器维护保养方面的考虑，财政部2005年出资3000万元为北京离子探针中心添置了第二台二次离子探针质谱——SHRIMPⅡe-MC，该仪器相比于SHRIMPⅡ，离子源添加了铯源，在分析重同位素的同时又能分析轻同位素，且配备了多个接收器。鉴于北京离子探针中心的新基地还未建好，所以该仪器暂且还停放在澳大利亚，预计2011年会移至新基地。” 　　高分辨二次离子探针质谱(SHRIMPⅡ) 　　样品前处理：精“挑”细“选”、细致“打磨” 　　“矿物样品在进入SHRIMPⅡ分析之前，要经过一系列的前处理，大约需要一周的时间。首先是选矿，将采来的岩石标本粉碎成粉末，经过筛选、磁选、手工挑选等步骤后，挑选出其中的锆石颗粒，一般一个样品会挑选出几十颗至上千颗锆石颗粒。” 　　“其次是样品制靶，将选出的锆石颗粒，固定在双面胶上，将标样与样品排列在指定位置，随后用模具注入环氧树脂，抽真空，烘干，使树脂固化后对其进行打磨、抛光，使靶表面光滑。” 　　样品靶 　　(图注：靶上面的“线”即是锆石颗粒阵列。) 　　“第三是用显微镜给靶照相，该步骤的目的有二：一是给锆石样品定位，二是通过显微镜的透、反射光对样品的照射，分析锆石颗粒的内部结构以及检查其表面是否有裂隙、瑕疵，为SHRIMPⅡ分析时选点提供依据。” 　　“最后是阴极发光照相，将显微镜照相后的靶进行超声波清洗，在靶的检测光面上镀上金膜，随后放在扫描电子显微镜下做阴极发光照相，以确定锆石颗粒内部同位素的分布情况。经过这些步骤后，靶才可以放入SHRIMPⅡ内进行分析了。” 　　日立S-3000N扫描电子显微镜 　　(图注：该仪器配备GATAN公司Chroma阴极发光探头，可提供彩色及黑白阴极发光照片。) 　　S-3000N拍摄的锆石照片 　　奉行“开放、共享、高效”的运行原则，仪器使用率与开放程度堪称典范 　　“中心自成立之日起就奉行‘开放、共享、高效’的运行原则，面向国内外地学界全方位开放共享。2005年12月，中心项目组研发出了离子探针远程共享控制系统(SROS，SHRIMP Remote Operation System)，该系统实现了在Internet公共网络环境下，实时远程控制SHRIMPⅡ，观测样品图像实时变化，在线获取试验数据、远程协同信息交流等远程实验功能，达到了亲临北京离子探针中心进行实验的效果，更好地实现了SHRIMPⅡ的开放、共享。” 　　“开放、共享的运行机制给中心带来了巨大的工作量和众多的访问者。中心成立九年以来，共有来自国土资源部、中科院、大专院校以及港台地区的30多个相关单位的数百名科研工作者使用中心的SHRIMPⅡ对自己的样品进行了分析研究。另外，一批来自美国、英国、法国、意大利、德国、澳大利亚、韩国、巴西、古巴、蒙古国、波兰和土耳其等国的学者也来中心完成锆石定年工作和短期访问，其中不乏国际一流的地质学家。正是因为如此，北京离子探针中心的仪器利用率和开放程度均居国际同类实验室的前列。” 　　打造“测试、技术、研究”三位一体的实验室，从事质谱仪器研发 　　在谈到中心的总体发展情况时，王晨女士转述了中心主任刘敦一研究员的看法：“北京离子探针中心如果仅作为一个测试平台，其功能是有限的，要发挥它的巨大作用，我们就应当坚持测试、技术、研究这三方面并行发展的策略。通过测试业务，我们了解到科学家们对SHRIMPⅡ的性能有哪些方面要求，进而中心的技术人员对仪器进行改进，然后仪器使用者再使用，并给予反馈。如此反复，我们仪器相关技术水平越来越高，而这方面水平的提高也促进了中心的研究工作。所以测试、技术、研究这三方面是相互促进的，三者的融合让我们有可能实现各种革新与突破。” 　　“中心现在主要从事的研究有：从事地质年代学和宇宙年代学研究 进行必要的矿物微区稀土地球化学研究 解决重大地球科学研究课题中的时序问题，特别是太阳系和地球的形成及早期历史研究 主要造山带的构造演化研究 地质年代表研究 大型和特殊矿床成矿时代研究 发展定年新技术新方法等。” 　　“除此之外，中心还从事科学仪器研发。中心主任刘敦一研究员认为：科学仪器自主研发能力的重要性再明显不过。一个国家如果没有独立自主的科学仪器研发能力，其科学技术的发展不可能领先，其工业、农业创新体系不可能形成，独立自主的国防体系不可能建立，因而科学仪器自主研发能力是关系到国家安全和民族发展的大事。目前北京离子探针中心承担了《二次离子质谱仪器核心技术及关键部件的研究与开发》项目，正从事二次离子质谱(SIMS)及飞行时间(TOF)串联质谱的若干关键技术和关键部件的研究。” 　　王晨女士(中)向仪器信息网工作人员介绍SHRIMPⅡ 　　附录：北京离子探针中心 　　http://www.bjshrimp.cn/

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

在过去10年里，北京离子探针中心的两台高分辨二次离子探针质谱仪(SHRIMP Ⅱ和SHRIMP Ⅱe-MC)或许是全球最忙及成绩最好的科学仪器。在12月18日该中心十周岁庆祝会上，中心主任刘敦一教授表示，以这两台仪器为核心的大型科学仪器共享平台，极大推动了我国地球科学的发展。 　　过去10年，SHRIMP仪器处于样品分析的机时平均为266.8昼夜/年，开放机时平均为76%。自2007年起，单台SHRIMP仪器的科研论文产出量已连续位居世界同类仪器的第一位。 　　高效源于中心建立的SHRIMP远程共享控制系统。该网络不仅实现了国内科研人员可实时观测样品图像、在线获取实验数据等应用，还使跨国远程共享科学仪器进入常态，开创了通过远程共享系统共享国外SHRIMP仪器的功能。 　　“十一五”以来，该中心又联合国内外22家高校及科研院所，在SHRIMP远程共享平台的基础上，整合了一批微束类分析仪器，构建起网络虚拟实验室，为进一步建立以远程操作为主要手段的大型仪器虚拟中心奠定基础。 　　刘敦一透露，该中心将继续发展以SHRIMP为代表的大型科学仪器远程共享网络，尽快在西班牙和巴西建立服务器系统，在美国华盛顿大学(圣路易斯)建立远程工作站。该中心还将积极投入大型科学仪器自主研发工作，逐步建立起一个具有优秀技术专家和研发设施的科学仪器自主创新基地。 　　据了解，SHRIMP Ⅱ在锆石微区年龄测定上具有无可替代的优势，引领锆石年代学进入微区、原位分析的新时代。2001年，我国引进第一台该机器，北京离子探针中心也于当年成立。该中心今年被科技部和财政部认定为首批国家级科技基础条件平台。

一、采购项目内容东方国际招标有限责任公司受招标人委托对下列产品及服务进行国际公开竞争性招标，于2024-08-05在中国国际招标网公告。本次招标采用传统招标方式，现邀请合格投标人参加投标。1、招标条件项目概况:纳米二次离子探针 1套资金到位或资金来源落实情况:已落实项目已具备招标条件的说明:已具备2、招标内容招标项目编号:0729-244OIT361800招标项目名称:中国科学院南京地质古生物研究所纳米离子探针采购项目项目实施地点:中国江苏省招标产品列表(主要设备):序号产品名称数量简要技术规格备注1纳米二次离子探针1详见具体技术参数部分无3、投标人资格要求投标人应具备的资格或业绩:无是否接受联合体投标:不接受未领购招标文件是否可以参加投标:不可以4、招标文件的获取招标文件领购开始时间:2024-08-05招标文件领购结束时间:2024-08-12是否在线售卖标书:否获取招标文件方式:现场领购招标文件领购地点：有兴趣的投标人可登陆网址http://www.oitccas.com招标文件售价:￥600/$1005、投标文件的递交投标截止时间（开标时间）:2024-08-27 09:30投标文件送达地点:中国科学院南京地质古生物所行政楼一楼会议室开标地点:中国科学院南京地质古生物所行政楼一楼会议室6、联系方式招标人:中国科学院南京地质古生物研究所地址:江苏省南京市北京东路39号联系人:李老师联系方式:025-83282115招标代理机构:东方国际招标有限责任公司地址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层联系人:张维 王淑文 耿佳联系方式:010-68290549/0513/0515，wzhang@oitc.com.cn7、汇款方式:招标代理机构开户银行(人民币):招商银行北京西三环支行招标代理机构开户银行(美元):交通银行北京分行阜外支行账号(人民币):862081657710001账号(美元):110060239012015620014二、预算金额：预算金额：3100.000000 万元（人民币）

一、采购项目内容东方国际招标有限责任公司受招标人委托对下列产品及服务进行国际公开竞争性招标，于2024-08-13在中国国际招标网公告。本次招标采用传统招标方式，现邀请合格投标人参加投标。1、招标条件项目概况:纳米二次离子探针 1套资金到位或资金来源落实情况:已落实项目已具备招标条件的说明:已具备2、招标内容招标项目编号:0729-244OIT361800招标项目名称:中国科学院南京地质古生物研究所纳米离子探针采购项目项目实施地点:中国江苏省招标产品列表(主要设备):序号产品名称数量简要技术规格备注1纳米二次离子探针1详见具体技术参数部分无3、投标人资格要求投标人应具备的资格或业绩:无是否接受联合体投标:不接受未领购招标文件是否可以参加投标:不可以4、招标文件的获取招标文件领购开始时间:2024-08-13招标文件领购结束时间:2024-08-20是否在线售卖标书:否获取招标文件方式:现场领购招标文件领购地点：有兴趣的投标人可登陆网址http://www.oitccas.com招标文件售价:￥600/$1005、投标文件的递交投标截止时间（开标时间）:2024-09-04 14:00投标文件送达地点:中国科学院南京地质古生物所行政楼一楼会议室开标地点:中国科学院南京地质古生物所行政楼一楼会议室6、联系方式招标人:中国科学院南京地质古生物研究所地址:江苏省南京市北京东路39号联系人:李老师联系方式:025-83282115招标代理机构:东方国际招标有限责任公司地址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层联系人:张维 王淑文 耿佳联系方式:010-68290549/0513/0515，wzhang@oitc.com.cn7、汇款方式:招标代理机构开户银行(人民币):招商银行北京西三环支行招标代理机构开户银行(美元):交通银行北京分行阜外支行账号(人民币):862081657710001账号(美元):110060239012015620014二、开标时间：2024年09月04日 14:00三、预算金额：预算金额：3100.000000 万元（人民币）

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

图一 高精度手提式X荧光仪图二 高精度伽玛能谱仪　　2016年5月25日，863计划资源环境技术领域办公室在北京组织召开了“十二五”863计划资源环境技术领域“放射性矿产探测与开发技术”项目的技术验收会议。　　“放射性矿产探测与开发技术”主题项目立足于解决隐伏砂岩铀矿勘查、采冶过程中的关键技术问题，提升我国铀矿勘查技术与装备的研发水平，为保障我国中长期核能产业发展和国防建设对铀资源的需求提供技术支撑。项目针对隐伏砂岩铀矿勘查采冶过程中的关键技术问题，完成了隐伏放射性矿产识别技术、地浸采铀模拟与控制技术、脉冲中子测井与铀定量解释技术研究及高精度能谱探测仪器研发工作。通过项目攻关，研发了砂岩型铀矿成矿环境、砂体识别与定位技术、铀矿化信息探测技术及GIS综合预测评价系统 查明了砂岩铀矿多种矿物的溶蚀规律，创建了砂岩型铀矿酸法和中性浸出体系和络合物形成的理论模型 研制了高精度手提式X射线荧光仪、微束微区野外X荧光矿物探针、高精度伽马能谱仪、高灵敏度野外测氡仪、脉冲中子铀矿测井仪等设备样机，并开发了配套软件。项目取得的技术成果在我国新疆伊犁、内蒙古二连和鄂尔多斯等北方大型砂岩型盆地的铀矿勘查、地浸采铀生产中得到了较大规模的应用，具有良好的社会和经济效益。　　会上，验收专家组听取了该项目首席专家关于项目执行情况的汇报，审阅了相关验收材料，并进行了质询。经讨论，验收专家组同意该项目通过技术验收。

成果名称 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 &radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 扫描探针显微镜（SPM）是研究材料表面结构和特性的重要分析设备，具有高精度和高空间分辨的优点，可以在多种模式下工作。其中，扫描隧道显微镜（STM）和导电原子力显微镜（CFM）技术，通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流，可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息，成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。SPM中用于探测针尖与样品间电流的关键部件是电流-电压转换器（I-V Converter），其作用是把探测到的微弱电流信号转换为电压信号以便后续处理。目前商用SPM设备中采用的是虚地型固定增益线性电流-电压转换器，典型灵敏度为108 V/A，其主要缺点是电流测量的动态范围较小，只能达到3~4个数量级，这使得目前SPM的电流测量能力被限定在10pA~100nA之间，阻碍了SPM在微纳电子学领域的应用。 2012年，信息学院申自勇副教授申请的&ldquo 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制&rdquo 获得了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持，在项目资金的支持下，申自勇课题组开展了富有成效的工作，包括：（1）宽动态电流测量系统总体设计；（2）测量系统与SPM控制系统的接口设计；（3）测量系统加工制作和联机调试；（4）测量系统性能指标的测试评估与优化。此外，课题组还克服了皮安级微弱电流的高精度低噪声测量、反馈回路中用于非线性转换的双极结型晶体管的温度补偿等技术难题，所研制的测量系统取得了良好的效果。目前，该项目已经顺利结题，其成果装置已经在该课题组相关仪器上正常使用，并在向校内外相关用户推广。 应用前景： 扫描隧道显微镜（STM）和导电原子力显微镜（CFM）技术，通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流，可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息，成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。

近日，香山科学会议第554次学术讨论会在北京召开。此次会议以“医学分子探针关键技术”为主题。与会专家认为，目前，我国对进口医学分子探针尚存依赖，为打破这一局面，应加速研制高特异性、高靶向性、智能化、高灵敏度的新一代分子探针。　　为了更全面、更完整地获取生物体解剖结构水平、功能代谢水平和细胞分子水平的生理病理信息，临床上需要依赖于高精度的生物医学检测技术，这种检测技术常常离不开分子探针。而随着集成像(诊断)与治疗于一体的分子探针逐步进入临床应用，许多疾病有望在分子水平得到治疗，做到真正的“有的放矢”，为精准诊疗提供强有力的支撑。　　本次会议执行主席、北京大学工学院教授戴志飞表示，研制具备高亲和性、高特异性、高灵敏度和安全高效等特征的新一代分子探针正成为当前生物医药领域的制高点之一，一些发达国家纷纷投入巨额资金从事分子探针的研发。然而，在我国，已有多种分子探针投放市场，但大多由国外大公司研制。与会专家呼吁，开发具有我国自主知识产权的分子探针迫在眉睫。　　与会专家建议，当前，应整合我国在分子探针方面的优势力量，建立一批具有专业特点的国家级诊疗用分子探针研发中心，组建理工医结合、产学研一体化研发团队，形成完善的分子探针的研发体系，实现自主知识产权分子探针开发的新突破，逐渐改变我国对进口医学分子探针依赖的局面。

研究背景为了探索待测物微纳米表面形貌，探针扫描成像技术一直是理论研究和实验项目。然而，由于扫描探针受限于传统加工工艺，在组成材料和几何构造等方面在过去几十年中没有显著的研究进展，这也限制了基于力传感反馈的测量性能。 如何减少甚至避免因此带来的柔软样品表面的形变，以实现对原始表面的精确成像一直是一个重要议题。 Nanoscribe设备加工的“减震器“纳米探针近日，东南大学生物科学与医学工程学院、生物电子学国家重点实验室顾忠泽教授和赵祥伟教授等人在Nature热门子刊Nature Communications上报道了一种新的扫描探针设计和加工方案，使用德国Nanoscribe公司的微纳3D打印系统制作一种基于层次堆叠单元的低密度三维微纳结构，旨在利用谭政自身机械特性来减少探针-样品的过度机械作用。在该工作中，研究人员借鉴生物组织的多孔结构在能量吸收，传导和缓释的有效作用，提出了低密度的结构可控机械材料（Materials with Controlled Microstructural Architecture, MCMA）, 作为探针本体的构筑设计，并且通过 Nanoscribe公司先进的微纳米增材技术进行激光直写制备。微结构缓冲材料与扫描成像系统的创新集成为尖端成像方案开辟了林一条道路，促进了基于3D激光直写制备的多功能扫描探针成像系统的发展。Nanoscribe公司的系列产品是基于双光子聚合原理的高精度微纳3D打印系统，双光子聚合技术是实现微纳尺度3D打印最有效的技术，其打印物体的最小特征尺寸可达亚微米级，并可达到光学质量表面的要求。Nanoscribe Photonic Professional GT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状：晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。Photonic Professional GT2 结合了设计的灵活性和操控的简洁性，以及广泛的材料-基板选择。因此，它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备，适用于多用户共享平台和研究实验室。了解更多双光子微纳3D打印技术和产品信息请咨询Nanoscribe中国分公司纳糯三维科技（上海）有限公司Photonic Professional GT2 双光子微纳3D打印设备Quantum X 灰度光刻微纳打印设备

《质谱新技术丨原位探针离子化质谱仪DPiMS 第一期》为大家介绍了DPiMS的技术背景和工作流程；《质谱新技术丨原位探针离子化质谱仪DPiMS 第二期》介绍了DPiMS在食品安全、法医学、临床毒理学和生物学研究中的应用实例。 本期将隆重介绍DPiMS家族新成员——DPiMS QT，进一步拓展这一极具潜力的新型离子源的应用边界。 DPiMS QT 特点 1 前处理简单、操作简便、快速完成测定● 只需简单的前处理即可开始分析。● 与Q-TOF质谱仪联用，实现高分辨质谱分析。● 仅需微量样品即可完成分析，大大降低对于MS离子源的污染。 2 只需简单的前处理即可测定液体或固体样品● 使用传统方法分析血液、尿液和其他生物样品所需的时间减少约 50%。● 可以分析食物、组织切片和其他固体样品。● 样品前处理时间显着减少。3 快速定性分析●DPiMS QT定性筛查分析时，无需等待色谱分离的时间，效率更高。4 无残留的分析系统● 每次进样时，仅几十pL的样品粘附在探针上，无需担心质谱仪内部受到污染。也可以通过更换探针来防止样品残留，在测定浓缩样品和未知浓度的样品时无需担心交叉污染。5 在 DPiMS QT 和 Q-TOF LC/MS 之间轻松切换● 移除 DPiMS QT 装置约仅需15秒，即可重新配置为LC-QTOF系统。通过 DPiMS QT 实施初步筛查和定性分析，可以减少 LC-QTOF 分析所需的资源（溶剂和色谱柱），从而减少需要定量分析的样品数量，提高实验室工作效率。应用实例 对添加曲唑酮（500 ng/mL）的全血样品进行定性分析， MS和MS/MS分析在一个序列中同时进行。LabSolutions Insight Explore 支持组成推测、库搜索和结构解析。 1 MS分析检查色谱峰——通过在化合物表中输入分子式或对应的质量数来提取目标离子的质量色谱图。组成推测——从获得的质谱图中，选择任意 m/z 的质谱，并使用组成推测功能按匹配度分数顺序列出预测的分子式。 2 MS/MS分析碎片归属——使用 LabSolutions Insight Explore 中的结构分析归属功能，根据产物离子质谱图对碎片进行归属。通过谱库检索评分——通过使用 LC-QTOF 创建的质谱库，对使用 DPiMS QT 分析得到的质谱图进行评分。

科学仪器的发展，不断促进对新材料的探索，从而直接或间接影响各科技领域的方方面面。工欲善其事必先利其器，深化与落实科学仪器的自主研发，更是科技攻关的桥头堡。扫描隧道显微镜（STM），及一系列扫描探针显微镜（SPM） ：原子力显微镜（AFM）、扫描近场光学显微镜（SNOM） 等，掀起一场纳米技术革命，广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。电输运性质作为材料的关键参数，被广泛关注。集成多个独立STM的多探针STM系统，通过施加电/力等调控手段，实现纳米尺度、原位表征材料局域电子态与局域电输运性质，有望加速后摩尔时代新器件的基础研究。四探针 STM 可实现微观体系的四端法测量，有效消除接触电阻带来的测量误差，获得材料的本征电导率。多个独立探针的协同操纵和成像，往往需要相同数量的多套STM控制系统。随着STM探针／压电驱动部件的增加，多探针控制系统的成本和复杂度急剧增加。因此，发展低成本、高效率、可扩展的通用控制解决方案，实现STM控制系统分时操纵多个探针、乃至探针阵列的技术十分必要。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用，在前沿科学研究取得一系列重要成果。同时，他们也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累，奠定了扎实的基础。物理所技术部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器设备的自主研发，与所内外多个课题组紧密合作，在核心关键部件、成套系统等方面取得了一系列成果（包括一台商业化四探针系统的彻底升级改造【Review of Scientific Instruments, 88(6):063704, 2017】、光学-低温扫描探针显微镜超高真空联合系统【Review of Scientific Instruments 89, 113705 (2018)】和新一代高通量薄膜制备及原位表征系统【Review of Scientific Instruments 91, 013904 (2020)】的自主研制）。两个团队再次密切合作、联合攻关，共同指导N04组博士生严佳浩（已毕业，爱尔兰科克大学博士后）、马佳俊、王爱伟（已毕业，国家纳米中心博士后）、马瑞松（已毕业，物理所关键技术人才）等同学成功研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统，完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位，以及维持探针位置后的局域电输运测量。该系统采用的核心思路为研发团队首次提出，软硬件均完全自主研发，采用了ARM + DSP + FPGA多核数字平台来兼备复杂切换逻辑、多路高精度高速并行采样与数据处理，涉及C/C++与Verilog HDL编程语言，并提供图形操作界面以提高易操作性，具备多项独特优点：1）单个探针内大、小扫描管及多个探针间的无缝切换，无瞬态抖动；2）皮安级电流切换；3）任意单个探针具备毫米级移动范围与原子级空间分辨；４）多个探针可无限靠近，最小距离仅取决于针尖曲率半径；５）原位、纳米尺度、相同区域内，STM成像与电输运测量。该联合研发团队用６年多时间对系统进行了反复地设计优化和改进，并进行了全面性能测试。该研发成果所涉及的多项关键技术，如微弱信号的放大与切换、高稳定电压保持、复杂控制逻辑等，是未来大规模探针阵列应用的重要技术基础。分时切换的核心思路具有可扩展性强、成本低廉的特点，有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。该系统的详细介绍发表在近期的《科学仪器评论》杂志上【Review of Scientific Instruments 92, 103702 (2021) doi: 10.1063/5.0056634】。该工作得到了中国科学院关键技术研发团队项目(GJJSTD20200005)、国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(11927808)和国家自然科学基金委青年基金项目(12004417)等的支持。图1：分时复用切换方案图2：分时复用系统硬件设计图3：分时复用切换系统软件架构图4：分时复用切换系统部分图形用户界面图5：单STM探针空间定位图6： 多探针切换与空间定位附：Rev. Sci. Instrum. 92, 103702 (2021).pdf

安装篇2020年春节前夕，通过工程师的安装调试和细致的讲解培训，二代电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜（PSM II）在杭州创新研究院顺利安装并完成验收。该系统是国内二套PSM II，也是国内六套PSM。PSM II将用于块体和薄膜热电材料的塞贝克系数、均匀度检测与新型热电材料的研究。这套设备的投入使用将帮助杭州创新研究院在热电材料领域取得更快的发展。 德国工程师Dieter Platzek（中）与用户老师合影 设备篇电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜是由德国PANCO公司与德国宇航中心联合研发的一款可以测量热电材料Seebeck系数二维分布的设备。自推出以来，该设备获得全球多个实验室的一致好评，已经成为快速检测样品性能的重要手段。后经研发人员的进一步升，全新推出的二代电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜-PSM II具有更高的位置分辨率和测量精度。 产品特点：● 可以测量Seebeck系数二维分布的全球商业化设备。● 的力学传感器可以确保探针与样品良好的接触。● 采用锁相技术，精度超过大型测试设备。● 快速测量、方便使用，可测块体和薄膜。主要技术参数：● 位置定位精度：单向 0.05μm；双向 1μm● 大扫描区域：100 mm × 100 mm● 测量区域精度：5μm (与该区域的热传导有关)● 信号测量精度：100 nV （采用高精度数字电压表）● 测量结果重复性：重复性误差优于3%● 塞贝克系数测量误差： 测量功能梯度材料的梯度● 观察材料退化效应● 监测 NTC/PTC 材料的电阻漂移● 固体电介质材料中的传导损耗● 阴材料的电导率损耗● 巨磁阻材料峰值温度的降低，电阻率的变化● 样品的质量监控电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜-PSM II

近日，第一批国产高精度温室气体二氧化碳甲烷在线观测设备通过实验室测试，即将在青海瓦里关全球大气本底站和浙江临安区域大气本底站开展稳定性、一致性、装备性能等外场观测测试。此举是中国气象局落实《气象高质量发展纲要（2022—2035年）》，加强高精尖装备研发和实施大气本底观测业务质量提升行动的具体举措。温室气体观测与分析是应对气候变化的重要基础，长期、连续、准确的温室气体观测，有助于准确获得碳中和背景下主要温室气体变化，为评估碳中和行动有效性提供数据支撑。但长期以来，全球范围内高精度温室气体二氧化碳甲烷在线观测设备被美国和欧洲少数国家所垄断。中国气象局针对这一领域发力，以“揭榜挂帅”等机制组织加快推进高精度温室气体观测设备自主研发进程，为观测站网国产化设备长期业务稳定运行打好基础。针对高精度温室气体观测设备研发中存在的关键指标参数和测试方法不统一、环境适应性测试和长期运行指标缺乏等问题，中国气象局气象探测中心成立创新团队，立足温室气体观测长期业务运行需求，对标国际先进的仪器标准和测量方法，建立了高精度二氧化碳甲烷观测设备系统性测试方法，制定了中国气象局装备许可重复性、精度、线性、准确性等13项关键指标及参数测试方法。2022年，中国气象局发布温室气体观测国产设备比对试验公告，已完成4种原理、7个型号国产设备已完成实验室测试，国产设备测试能力和专业性得到国内外厂家的认可，且形成了国内一流的温室气体在线观测设备测试平台和能力。聚焦高精度温室气体观测国产设备的核心技术，比如光腔恒温处理、波长漂移检查与纠正等，中国气象局气象探测中心对厂家进行深入技术指导，经过不断迭代优化，多款国产高精度温室气体二氧化碳甲烷观测设备的探测精度、稳定性等指标明显提升，部分设备接近或达到同类进口设备水平，满足世界气象组织/全球大气观测计划的观测目标和可比性要求。此外，中国气象局气象探测中心深耕温室气体数据质量控制算法优化和研发，包括：新增9种质量控制算法，优化3种质量控制算法；数据质量控制在时间尺度上从小时级延伸至秒级；利用设备参数、气候态变化、离群异常、台站记录等信息诊断识别错误数据；基于十余年长序列数据统计分析，获取时间变率、气候极值等指标阈值，构建科学的数据质量控制指标；根据各区域源汇动态变化，制定更具针对性的本底数据筛分方法，本底数据代表性更高。中国气象局气象探测中心还推进了温室气体氧化亚氮、含卤温室气体在线观测设备以及温室气体前处理系统等设备国产化研发优化。未来，该中心将持续推进大气成分各类装备的国产化研发，改变业务观测设备由进口设备主导的局面，设备国产化率将大幅提升。

随着半导体器件、量子器件和材料科学等领域的蓬勃发展，器件的尺寸变得越来越小、结构越来越复杂，与之相应的微纳尺度下的加工精度要求越来越高。聚焦离子束（FIB）系统已成为相关领域的研究中不可或缺的关键设备。截止到目前，可商购的FIB系统大都使用液态金属或惰性气体作为离子源，但是采用上述离子源的FIB系统在加工精度，加工速度，维护难度和使用费用等方面很难达到令人满意的平衡，因此两者并非FIB系统的理想离子源选择。为了解决商用FIB系统中存在的上述问题，2020年，美国zeroK NanoTech公司运用曾获诺贝尔奖的激光冷却技术，推出了新一代高精度低温铯离子源FIB系统——FIB: ZERO。该系统采用低温铯离子源（Cs+ LoTIS），在很大程度上减少了离子的随机运动，使FIB：ZERO中的离子束斑与传统离子源产生的束斑相比具有更高的亮度，更小的尺寸，和更低的能量散失。因此，可以获得更清晰的成像、更高的加工精度和更少的样品损伤。同时，也显著降低了维护难度和使用成本。近日，Quantum Design中国正式引进新一代高精度低温铯离子源FIB系统，希望能够帮助我国科学家在半导体器件、量子器件和材料科学等领域有更深入的研究。新品亮点1. 更清晰的成像效果，更大的成像景深 传统离子源新一代低温铯离子源2. 更明显的对比度 传统离子源新一代低温铯离子源3. 更高的加工精度（相同时间） 4. 更好的加工均匀性（相同时间） 5. 对样品小的损伤范围Stopping and Range of Ions in Matter（SRIM）模拟不同离子源产生的离子束在硅中的影响范围传统气体离子源传统液态金属离子源新一代低温铯离子源

一、项目名称：中国科学院上海硅酸盐研究所纳米二次离子探针质谱仪采购项目项目编号：0729-244OIT300852项目联系方式：项目联系人：杨帆 陈小舫 任伟松项目联系电话：021-64318161/010-68290551 采购单位联系方式：采购单位：中国科学院上海硅酸盐研究所采购单位地址：上海市嘉定区和硕路585号采购单位联系方式：全老师 021-69906570代理机构联系方式：代理机构：东方国际招标有限责任公司代理机构联系人：杨帆 陈小舫 任伟松，021-64318161/010-68290551 yzjiao@oitc.com.cn代理机构地址： 北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层二、采购项目内容东方国际招标有限责任公司受招标人委托对下列产品及服务进行国际公开竞争性招标，于2024-01-02在中国国际招标网公告。本次招标采用传统招标方式，现邀请合格投标人参加投标。1、招标条件项目概况:纳米二次离子探针质谱仪 1套资金到位或资金来源落实情况:已落实项目已具备招标条件的说明:已具备2、招标内容招标项目编号:0729-244OIT300852招标项目名称:中国科学院上海硅酸盐研究所纳米二次离子探针质谱仪采购项目项目实施地点:中国上海市招标产品列表(主要设备):序号产品名称数量简要技术规格备注1纳米二次离子探针质谱仪1详见具体技术参数部分无3、投标人资格要求投标人应具备的资格或业绩:无是否接受联合体投标:不接受未领购招标文件是否可以参加投标:不可以4、招标文件的获取招标文件领购开始时间:2024-01-02招标文件领购结束时间:2024-01-09是否在线售卖标书:否获取招标文件方式:现场领购招标文件领购地点：登陆“东方招标”平台（http://www.oitccas.com/）注册并购买招标文件售价:￥600/$1005、投标文件的递交投标截止时间（开标时间）:2024-01-23 13:30投标文件送达地点:上海市徐汇区岳阳路319号8号楼13楼会议室开标地点:上海市徐汇区岳阳路319号8号楼13楼会议室6、投标人在投标前应在必联网（https://www.ebnew.com）或机电产品招标投标电子交易平台（https://www.chinabidding.com）或中国国际招标网（http://chinabidding.mofcom.gov.cn）完成注册及信息核验。评标结果将在必联网和中国国际招标网公示。7、联系方式招标人:中国科学院上海硅酸盐研究所地址:上海市嘉定区和硕路585号联系人:全老师联系方式:021-69906570招标代理机构:东方国际招标有限责任公司地址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层，邮编：100080联系人:杨帆 陈小舫 任伟松联系方式:021-64318161/010-68290551 yzjiao@oitc.com.cn8、汇款方式:招标代理机构开户银行(人民币):招商银行北京西三环支行招标代理机构开户银行(美元):交通银行北京分行阜外支行账号(人民币):862081657710001账号(美元):110060239012015620014三、预算金额：预算金额：3250.000000 万元（人民币）

p style=" line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp & nbsp 一根细细的金属探针正在一块名片大小的电路板上循环画圈，探针内流下的液体逐渐围成一个圆环。“这是我们通过3D打印而成的微电极阵列，再用硅胶进行二次加工后，可用于药物机理检测等领域，检测效率将大大提升。”日前，在西湖大学精密智造实验室，正在显示屏前监测情况的西湖大学工学院周南嘉实验室博士生朱沛然对记者说。 /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em " 　　西湖大学工学院特聘研究员周南嘉团队自主研发的这项微米级精度三维精密制造技术，是目前国内最高精度的电子3D打印技术，以新材料作为突破3D打印精度极限的核心，设计全新的3D打印功能材料，实现了百纳米至微米级别电子3D打印。 /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em " 　“我们开展的最小尺度的3D打印，就是直接在芯片上用3D打印进行加工。”周南嘉说。周南嘉团队将3D多材料打印技术引入芯片级高端制造领域，利用3D打印技术进行三维高精度光电封装、制造高频无源器件，例如可将天线尺寸缩小到十微米至百微米级别。周南嘉介绍，这一做法较现有的加工方式，在精度上提升了1个到2个数量级，从而让3D打印技术得以应用到毫米波技术、光通讯、微型机器人、柔性电子等领域，为未来小型化、集成化、个性化电子设备提供新的制造方案。 /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/8b30d035-636c-4309-892f-b615fbb5a600.jpg" title=" t011b1664dd6ab99891.webp.jpg" alt=" t011b1664dd6ab99891.webp.jpg" / /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em text-align: center " span style=" font-family: 宋体, SimSun " strong span style=" color: rgb(63, 63, 63) " 西湖大学工学院特聘研究员& nbsp 周南嘉 /span /strong /span /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 当下，电子与光学领域核心功能器件与系统加工对技术精度的要求越来越高，传统工艺难以满足产品需求；同时，目前市场上为人所熟知的3D打印主要以激光烧结、光固化等工艺为主，其产品主要为金属、航空件以及塑料等聚合物，但这些3D打印产品往往仅具备结构而无法功能化。这些都成为当下相关行业领域的痛点。 /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在周南嘉看来，3D 打印并不只是能够实现具体的结构，更重要的是实现特定的功能。依托西湖大学精密制造实验室及浙江省3D微纳加工与表征重点实验室，周南嘉以精密增材制造技术为核心，基于先进功能材料和三维集成技术方面的优势，开发了多材料、多尺度的灵活加工工艺。 /p p style=" margin-top: 10px line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp “在超高精度 3D 打印方面，工艺本身并不复杂，要实现超高精度以及多样化功能，真正在实际应用上取得突破，从源头出发，实现材料方面的突破才是关键。”周南嘉说。通过材料和技术两方面的努力，突破目前的打印精度之后，其团队自主研发的微米、亚微米级3D打印技术与材料体系成功解决了这些难题。“其实，今后生活中常见的显示屏、手机、可穿戴设备、无人机、汽车导航、医疗健康仪器等许多电子产品的‘内脏’里，就能找到我们产品的身影。”周南嘉说。 /p

岛津电子探针用户高级应用培训&mdash &mdash 杭州站 电子探针作为微区形貌观察与元素定性定量分析完美结合的仪器，随着国内日益提高的分析测试要求，市场需求量也逐步扩大，从上世纪八九十年代的年均1-2台，到近几年的年均十余台。 为与中国用户共同提高应用水平，岛津公司全球应用开发中心EPMA高级应用工程师&mdash 加藤治彦先生于3月15-18日在中国石油杭州地质研究院进行了钢铁、地质行业复杂样品的应用培训。在为期4天的培训中，针对钢铁、地质行业复杂样品从理论知识到上机操作进行了系统学习。在最后阶段的客户实际测试中，都取得了满意的分析结果，培训效果得到客户的积极肯定。 据悉，本次培训是岛津电子探针高级应用培训的第一站，今后将应客户的需求，陆续在用户现场进行专业化、能够保证每个人培训效果的小规模培训班。 电子探针是什么仪器？ 电子探针利用高能（典型的加速电压为1～40kV）的聚焦电子束（典型的电子束直径为1mm或更细）照射试样的表面，从而在微米级的区域内激发出大量携带着各种信息的量子信号，如用于定性、定量分析的特征X射线，用于形貌观察的二次电子，用于利用有效原子序数进行成分分析和形貌分析的背散射电子，用于价带电子结构研究的阴极发光等等。结合电子束扫描和／或样品台扫描，电子探针还可以对样品的表面进行数十微米至10厘米的区域的扫描分析，可以提供此区域内的元素成分定性、定量分析及其分布的信息。 目前最先进的电子探针的二次电子像分辨率为5～6纳米，放大倍数可从低倍至几十万倍。电子探针的元素成分检测灵敏度可达10-6量级，可分析的元素为5B~92U（选用特殊的分光晶体，亦可分析4Be）。 电子探针具备一套与电子光学系统共分析点的光学系统，可以直接地对样品的分析区域和分析点进行观察并确定分析位置。该光学系统的观察结果有别于以形貌观察的二次电子图像，尤其对磨制成金相样品或矿物薄片的试样来说更为方便和准确。 电子探针的检测方式为晶体分光后的X射线强度检测的波谱仪，有别于扫描电镜上先检测后分光的X射线能谱仪。前者比后者具备更高的检测分辨率，一些钢铁和矿石中常见的能谱仪很难分辨的元素（如S和Mo，以及稀土元素的分量）在波谱仪中却可以非常简便地得以分析。 因此，电子探针在科研、工业产品开发、质量管理及生产在线检查方面发挥着重要的作用。 岛津电子探针的特色 岛津公司作为专业的分析仪器生产厂家，从1960年生产出首台电子探针以来，不断追求高品质，于2010年推出新品EPMA-1720，经实际安装使用后，获得用户好评。 ◆完美设计的X射线分光器可以实现高灵敏度· 高精度分析 X射线取出角决定分析性能，52.512潞' type="#_x0000_t75" 高取出角更胜一筹 分光晶体采用全聚焦Johanson（约翰逊）型晶体 最多可配置5台高灵敏度· 高分率兼备的4英寸分光器 ◆只需鼠标即可完成所有动态操作，大大提高了分析工作效率 ◆简单的日常维护，免去后顾之忧 资料索取

近日，精密测量院毛伟建研究团队在高分辨率油气勘探地震保幅成像方面取得一系列新进展。团队借助人工智能、散射波场和点扩散函数等多学科理论和方法，开展交叉学科研究，创新提出高精度人工智能速度建模、逆散射保幅成像条件以及点扩散函数深度域反演技术，为解决长期以来困扰深层复杂地质条件下的油储特征反演和预测难题给出了新的思路。该系列研究成果2022年在国际著名地学Q1区学术期刊上发表5篇论文，其中2篇发表在《IEEE地球科学和遥感汇刊》 (《IEEE TGRS》), 3篇发表在《IEEE 地球科学和遥感快报》(《IEEE GRSL》)上。准确的速度模型在高精度地震成像中起着关键作用。作为一个非线性逆问题，传统速度建模方法由于数据中缺少低频分量、计算效率低等问题在实际地震勘探中受到限制。团队借助深度学习方法逼近不同数据域之间的非线性映射函数的强大能力，来解决原始地震数据高效速度建模问题。在这项工作中，该团队开发了一种数据驱动反演方法，该方法基于具有编码器-解码器结构的多尺度深度卷积神经网络，以直接从原始地震数据中解决具有不同尺度速度模型的反演问题。通过设计压缩矩阵压缩输入数据，网络可以获得任意尺度的预测。三种不同尺度的测试数据的反演结果随着地震勘探进入更精细的岩性成像阶段(如：深水、深层、复杂储存、非常规储存等)，如何正确理解地震成像结果，成为极为关键的问题。传统的地震成像以求取地震反射率为目标，在深层成像阶段会出现成像数值不准确等问题。该团队以地震波散射理论为基础，提出各向异性逆散射反演成像条件，并将此成像条件用于逆时偏移。该方法能够有效计算地层参数扰动值，为超深层保幅地震成像提供了有效的方法。各向同性逆散射反演成像(左)与各向异性逆散射反演成像(右)的对比地震勘探经历了从二维走向三维，从叠后走向叠前，从时间域成像走向深度域成像的发展过程。然而，目前在工业界，仍缺乏在深度域直接进行反演的有效技术。现有方法无法满足精细储层解释的需要并计算量很大。针对上述问题，该团队发展了一种基于点扩散函数的深度域最小二乘反演方法，避免了“时深转换”的过程，大幅提高了反演效率。该方法可以有效地均衡照明，清晰刻画断层面，明显提升空间分辨率。并且计算量只有传统数据域最小二乘方法的1/10。标准高斯束偏移及其波数谱(左)与PSF处理结果及波数谱(右)的对比该系列研究分别以“Deep Learning Based Seismic Variable-size Velocity Model Building”、“Amplitude-Preserving Imaging Condition for Scattering-Based RTM in Acoustic VTI Media”、“Elastic Least-Squares Gaussian Beam Imaging With Point Spread Functions”为题发表在《IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters》上；以“Multi-Parameter True-Amplitude Generalized Radon Transform Inversion for Acoustic Transversely Isotropic Media With a Vertical Symmetry Axis”、“Born Scattering Integral, Scattering Radiation Pattern, and Generalized Radon Transform Inversion in Acoustic Tilted Transversely Isotropic Media” 为题发表在《IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing》上 五篇论文的第一作者分别是博士研究生杜蒙、孙史磊、段伟国，副研究员欧阳威，博士后梁全，通讯作者均为毛伟建，博士后石星辰和程时俊是合作作者。上述研究由国家自然科学基金重点和面上项目、中石油科技重大专项和中石油科学研究与技术开发项目联合资助。

近日，国内套低温铁磁共振仪设备（Cyro-FMR）在三峡大学潘礼庆教授课题组成功安装。潘礼庆教授主要从事磁性物理、低维物理以及相关功能材料的基础与应用研究，发表研究论文百余篇，其中SCI收录论文70余篇，SCI论文引用300余次申报中国发明13项（已授权9项）和实用新型2项（已授权2项）。这套Cyro-FMR设备的安装，将继续助力潘礼庆教授的科研研究。国内套Cyro-FMR在三峡大学成功安装 铁磁共振(FMR)是一种利用磁性物质从微波磁场中强烈吸收能量的现象，是研究物质宏观性能和微观结构的重要实验手段，已经成为研究磁性材料动态磁性和测量饱和磁化强度、磁晶各向异性常数的有力工具，为磁动力学测量提供了的解决方案。在磁性纳米结构中，多种自旋波模式可能起主导作用，所以完全掌握这些模式对终的器件设计和稳定性非常重要。铁磁共振仪可对这些模式进行随磁场变化的测量。配合Monttna公司恒温器使用的FMR 瑞典NanOsc Instruments AB公司和美国Quantum Design公司不断探索，在常规的FMR基础上不断更新探索，研发出可配合Montana恒温器和PPMS和VersaLab使用的变温Cyro-FMR，实现了高精度和即插即用。系统不仅提供所有微波发生和探测的硬件，而且自带测量和分析软件，方便地满足了客户的测试需求。此次潘教授课题组安装的正是这套变温Cryo-FMR，我们祝愿潘教授的科研在此基础上更上一层楼。相关产品链接：高精度铁磁共振仪（FMR）：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C221410.htmPPMS 综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17086.htm美国Montana无液氦超低振动低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C122418.htm