磁性材料

导 • 读 近年来由于新能源汽车、风能发电及电子产品等领域对节能电机小型化、轻量化的需求，被誉为“磁王”的稀土钕铁硼永磁材料得到飞速发展。添加铽（Tb）和镝（Dy）等稀土元素进行合金化处理，并使合金化元素主要分布于主相晶界位置，是提高钕铁硼磁性性能的有效方法。岛津电子探针具有高分辨率和高灵敏度的特征，对于晶界改性钕铁硼磁性材料主相晶界中富集的铽（Tb）可以予以直观地表征。 磁王 • 钕铁硼 钕铁硼（NdFeB）是所有稀土类磁体中磁性特征最强的，可在同样的磁场强度下大幅减小产品的体积，用于制造的各种永磁电机马达具有体积小、比功率高、有助于节省能源等优点，故而在电动自行车、风力发动机、汽车发动电机等凡是涉及到电能和动能转化的领域，均有着广泛应用。 钕铁硼微区 • 测试难点 一、分辨率 稀土元素之间的特征X射线波长（能量）非常接近，这需要仪器能把波长非常邻近的特征峰区分开来（能量分辨率）。尤其当添加Tb时，在能谱上Tb与Fe、Co和Nd元素互相重叠，无法分析（如图1）。 二、超轻元素 硼（B）为超轻元素，因基体对超轻元素特征X射线的吸收效应很大，含有超轻元素的微区定量测试一直是电子探针分析领域的一大难题，而在含有稀土元素的重基体中问题更甚。 图1 掺杂Tb的钕铁硼样品能谱图 图2 掺杂Tb的钕铁硼样品EPMA波谱图 针对钕铁硼 • 岛津方案 一、全聚焦分光晶体兼顾稀土元素测试的分辨率和灵敏度问题；能完美地分辨Tb与Fe、Co等元素的谱峰。（如图2） 二、特征X射线52.5°高取出角，很好地解决超轻元素的测试问题。（如图3） 图3 超轻元素分析例——钕铁硼中B元素分布分析岛津EPMA-8050G场发射型电子探针 钕铁硼晶界改性 • 直观表达 添加铽（Tb）和镝（Dy）等稀土元素进行合金化处理，是提高钕铁硼磁性性能的有效方法，但传统的直接烧结对矫顽力的提升有限且会大幅降低剩磁，只有使合金化元素主要分布于主相晶界位置，降低反磁畴形核的可能，才能提高矫顽力又不致过多降低剩磁性能。 图4为某烧结钕铁硼磁体的元素面分析结果，从中可以看出有助于提高矫顽力的Tb缠绕分布于主相晶界处，而元素Co、Cu、Ga分布在富Nd相附近，磁体中烧结残余的O主要以Nd2O3形式存在于富Nd相晶粒，元素Pr总是和Nd对应共存。 图4 晶界改性的钕铁硼磁体主要元素分布特征 将Tb晶界扩散处理后的钕铁硼磁体的表面区域、距表面1/2处的中间区域以及心部放大后进行面分析，如图5~图7所示，结果显示Nd2Fe14B主相晶粒呈多边形，晶粒直径为5μm左右，Tb集中在主相晶粒附近，形成了薄而均匀且连续的富Tb壳层。研究表明，获得这样的微结构，可以提高磁性材料的矫顽力，同时不会降低其他磁学性能。 图5 Tb晶界扩散处理后表面区域元素面分布图图6 Tb晶界扩散处理后距表面1/2处元素面分布图图7 Tb晶界扩散处理后心部的分布特征 小 • 结 岛津电子探针可以便捷、直观地钕铁硼磁性材料晶界改性情况进行表征，测试结果可为磁性材料开发专家提供稀土元素渗透情况、晶界富集微结构等关键指导信息。

6月30日，国家磁性材料及其制品质量监督检验中心(以下简称“中心”)在中国计量学院正式揭牌，开创了浙江省高校建立国家质检中心的先河。国家质检总局产品质量监督司司长刘卓慧，浙江省质量技术监督局党委委员、总工程师陈振华，浙江省教育厅高科处处长郜正荣，校长林建忠共同为中心揭牌。　　浙江是我国磁性材料产业大省，磁性材料产品占全国的70%以上，每年约1/2的产品出口到欧美、日本、东南亚等国家，在国际上有相当的知名度，但由于我国缺少一个权威的磁性材料监测机构和监测体系，严重制约了磁性材料产业往高、精、尖方向发展，从而使我国磁性材料产业在国际上缺乏较强的竞争力。“希望中国计量学院能够集产科研于一体，使中心服务于国家磁性材料及其制品的发展，能在国内打造出一流的国家质检中心，并能尽快于国外同类的一流实验室相接轨，更好地服务于我国经济又好又快发展。”刘卓慧代表国家质检总局对中心的成立表示祝贺。据了解，该中心于2006年12月由国家质检总局授权建设，以现有的原财政部资助的“中国计量学院磁性材料工程检测中心”和浙江省政府资助的“浙江省磁性材料试验基地”为载体，集产品检测、研究开发和人才培养于一体。中心主要面向磁性材料生产企业开展研究及检测工作，对各种磁性材料及产品进行质量监督检测和可靠性试验，研究开发新型高性能磁体，解决行业关键技术和共性技术 同时参与制订磁性材料的国际标准、国家标准，为进一步完善我国磁性材料检测标准体系，提高产品质量，加快磁性材料产业发展发挥积极作用。　　着眼于磁性材料检测技术的最前沿，中心开展了磁性材料检测设备研制以及磁性材料检测技术和检测体系标准化研究，先后承担了国家自然科学基金、国家质检总局项目、省国际合作重大项目、省科技攻关项目、省科技计划项目、省分析测试基金等20余项科研项目。中心成员先后参与了《稀土永磁材料磁性温度系数测量》、《永磁材料标准样品磁特性》、《软磁材料交流磁特性标准样品》等几项标准的制订和修订工作 累计发表文章50余篇，其中30篇被三大检索收录 申请发明专利10余项。由葛洪良教授主持的“CoPtW永磁薄膜及微型磁体制备”获得浙江省科学技术奖二等奖，浙江省高校科研成果奖一等奖。由舒康颖教授主持的浙江省科技计划重大项目“高工作温度钕铁硼磁体的研制”通过省科技厅验收，验收组专家一致认为项目技术性能指标达到国际先进水平，并实现了批量生产，产值达4000万，并获浙江省科学技术奖二等奖。由刘亚丕副教授主持的国家质检总局项目“磁性材料磁畴动态测试仪研制”获得浙江省高校科研成果奖二等奖。　　“中心的成立是我省加快公共检验检测基地建设，提升公共检验检测能力的一件盛事。”省质量技术监督局党委委员、总工程师陈振华说。据介绍，通过中心这个公共技术平台，不仅可以大大方便企业磁性材料的出口，而且还可以向企业提供国内外标准宣传(国际、国内标准)、企业标准申报与评审组织等服务，为我国磁性材料企业逐步走向国际标准化、集团化乃至全国磁性材料产业的发展作贡献。随着业务水平的增强，中心在国内乃至国际磁性材料检测领域的影响力越来越大。中心目前已承接包括浙江大学、上海硅酸盐研究所等20余家省内外高校和科研单位的磁性能测试任务，检测业务辐射至国内10多个省市，优质的服务为中心在省内外赢得了良好的声誉。在2009年1月公布的第一批全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会(检标委)专业工作组中，国家磁性材料及其制品质量监督检验中心被确定为磁性材料检验方法专业工作组的组长单位，负责本领域的标准立项和标准草案初审。这意味着中心正逐渐成为国内磁性材料检测的权威机构。　　中国计量学院校长林建忠表示，“学校将坚持‘公正科学、优质高效、改进创新’的方针，依法独立开展工作，同时更好地整合和利用省内外在磁性材料及相关产品检测方面的设备、技术、人才等资源优势，在一个更高的起点、更高的平台上，把中心做大做强。”据悉，接下来，中心还计划建立材料磁特性参数的数据库平台，利用在检测过程中积累的大量实践经验和原始数据，为磁性材料行业提供信息资源，为材料开发可行性提供依据，这对于实现信息资源共享，节约生产成本，促进磁性材料产业又好又快发展具有重要的现实意义。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "据悉，近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点。它们能将自发磁化保持到单原胞层厚度，为人们理解和调控低维磁性提供了新的研究平台，也为二维磁性与自旋电子学器件的研发开辟了新的方向，在新型光电器件、自旋电子学器件等方面有着重要应用价值。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "尽管二维磁性材料的铁磁性质已有研究，但反铁磁态由于不具有宏观磁化，材料体系整体对外不表现出磁性，加之样品既薄又小，其实验研究是领域内的一大难题。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "针对这一问题，近日，复旦大学物理系吴施伟课题组与华盛顿大学许晓栋课题组合作，在二维磁性材料双层三碘化铬中观测到源于层间反铁磁结构的非互易二次谐波非线性光学响应，并揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德瓦尔斯堆叠结构的关联。北京时间8月1日凌晨，相关研究成果以《反铁磁双层三碘化铬中巨大的非互易二次谐波产生》（“Giant nonreciprocal second harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI3”）为题发表于《自然》（Nature）杂志。/span/pp style="text-align: center text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 273px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/4ab2a45d-ae2c-44ff-a0d7-2d4959a3a9a0.jpg" title="caef76094b36acaf4a6e7356761eb51503e99cde.jpeg" alt="caef76094b36acaf4a6e7356761eb51503e99cde.jpeg" width="400" height="273" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="font-family: " times new roman" font-size: 14px "双层三碘化铬 图片来自复旦大学物理系网站/span/pp style="text-align: justify "strongspan style="font-family: " times new roman" "将经典方法引入新领域 开辟广阔研究空间/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "研究工作中观测到的由层间反铁磁诱导的二次谐波响应让团队成员们非常兴奋，因为他们知道，这在二维材料的研究和非线性光学领域都具有重要的意义。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "“意义首先在于其独特性。”吴施伟介绍，迄今为止二维材料领域所研究的二次谐波大多由晶格结构的对称破缺引起。“对称破缺也就是破坏对称性，例如人的左右手原本是镜面对称的，如果一只手指受伤，那么镜面对称就破缺了。”而这种由磁结构产生的非互易二次谐波和前者有本质区别，从原理上就十分新颖。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "反铁磁材料由于没有宏观的磁矩，对外部的物理激励一般难以产生宏观的可测量的响应，对仅有几个原子层厚的二维反铁磁材料往往无能为力。“过去这个问题就像是灯光照不到的地方，一片黑暗无从下手。然而就是这样的一种‘暗’状态，现在能通过二次谐波的方式变‘亮’。这也是将一种经典的方法引入一个新领域的美妙所在。”吴施伟对此颇有感触。这种二次谐波过程对材料磁结构的对称性高度敏感，为二维磁性材料的研究开辟了广阔的研究空间。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "研究团队同时发现，双层反铁磁三碘化铬的二次谐波信号相比于过去已知的磁致二次谐波信号（例如氧化铬Cr2O3），在响应系数上有三个以上数量级的提升，比常规铁磁界面产生的二次谐波更是高出十个数量级。利用这一强烈的二次谐波信号，团队得以揭示双层三碘化铬的原胞层堆叠结构的对称性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "吴施伟介绍，体材三碘化铬在高温下属于单斜（monoclinic）晶系，在低温下发生结构相变而变为菱形（rhombohedral）晶系，两者的差别在于范德瓦尔斯作用（一种原子或分子之间的相互作用力，相比于化学键的相互作用，范德瓦尔斯相互作用弱得多）的层间平移。但在寡层极限下，低温下的晶格堆叠结构还存在着争议。团队在实验中使用一束偏振光测量了材料在空间不同方向的极化，通过测量偏振极化的二次谐波信号，发现它与单斜晶格的堆叠结构都具备镜面对称性，这与国际上新近发表的理论计算结果一致，为研究二维材料层间堆叠结构与层间铁磁、反铁磁耦合的关联提供了新的实验证据和研究手段。/span/pp style="text-align: justify "strongspan style="font-family: " times new roman" "创新研发实验系统 实现基础研究突破/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "研究团队在实验中探测的反铁磁材料仅有两个原胞层厚度（厚度在2nm以下），而在此条件下，中子散射等测量手段很难奏效。针对这一问题，团队基于过去多年在二维材料非线性光学研究领域的积累，运用了光学二次谐波这一方法来探测二维磁性材料的磁结构与相关特性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "光学二次谐波过程对体系的对称性高度敏感，光学二次谐波的探测方法从体系的对称性入手，能够灵敏地探测体系的反铁磁性。与通常探测磁性的实验手段不同，它不依赖于材料的宏观磁性，而取决于微观磁结构造成的对称破缺。双层三碘化铬在反铁磁态下，其磁结构不但打破了时间反演对称性，也同时打破了空间反演对称性，由此产生强烈的非互易二次谐波响应。当体系升至转变温度以上、或施加面外磁场拉为铁磁态后，磁结构的对称性却发生了改变，这一二次谐波信号也随之消失。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "自2017年至今，两年的协力共进浇灌出如今的成果。团队首先利用实验室已有的无液氦可变温显微光学扫描成像系统进行了初步测量，但由于该系统没有磁场，很多关键的实验测量受到了限制。为解决这一问题，课题组成员攻坚克难，利用一套无液氦室温孔超导磁体，自主研发搭建了一套无液氦可变温强磁场显微光学扫描成像系统，并借助新系统实现强磁场下的光学测量，完成了关键数据的探测。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "据了解，该研究工作的合作团队还包括香港大学教授姚望、卡耐基梅隆大学教授肖笛、华盛顿大学教授曹霆、美国橡树岭国家实验室研究员Michael McGuire，以及我系教授刘韡韬、陈张海、高春雷等。吴施伟和许晓栋为文章的通讯作者，我系博士研究生孙泽元和易扬帆为共同第一作者。研究工作得到自然科学基金委、科技部重大研究计划和重点研发专项计划等项目经费的支持。/span/ppbr//p

从河流到湖泊，从大江到海洋，有着“白色污染”之称的塑料垃圾对人们的生活环境造成了严重的污染，而微纳尺度的塑料作为一种新兴的污染物更是对环境和人体健康具有潜在的危险性。面对这些潜在威胁，开发出高效去除水环境中微纳塑料的技术迫在眉睫。广西科学院生态环境研究所环境新型污染物综合治理与生态修复创新团队李婉赫研究实习员、黄慨研究员、王俊教授等开发了一种新型磁性材料，可对水环境中的微纳塑料进行快速去除，该项研究成果近日发表在国际期刊《整体环境科学》上。“团队开发的这种新型磁性材料主要针对安全饮水领域，尤其是纳米级塑料颗粒的处理。”黄慨说。新型磁性材料具有亲水和疏水特性作为一种人造材料，塑料被广泛应用于国民经济各个行业，在工业、农业、交通运输等多个领域发挥着不可替代的作用，但也带来了严重的环境问题。“微纳塑料在水生环境中广泛分布已是不争的事实，它会对人类健康构成潜在威胁。”黄慨表示，由于微纳塑料体积小，很容易被水生生物吸收，最终进入食物链而对终端消费者人类产生危害。同时微塑料在水中还会从周围环境中吸附其他有毒污染物（比如重金属和永久性有毒物质），这会造成微纳塑料的毒性成几何倍数放大。因此，如何解决水环境微塑料的污染问题，探索有效去除水中微塑料的策略势在必行。“塑料颗粒纳米化后，其在水体中的分散作用更强，疏水性变弱，常规的吸附材料难以在水体中有效地吸附纳米级塑料颗粒。”黄慨说。为此，团队设计并研制了一种具亲水和疏水特性的双亲性吸附材料，该材料既能在水体自由分散又能寻找并吸附塑料微粒，从而实现高效去除和实现生态环境修复的目标。李婉赫介绍，双亲性磁性材料是一种具有化学不对称性的磁性粒子，其表面具有两种或两种以上性质相反的化合物。这种不对称赋予了粒子独特的特性，使材料表面同时具备亲水/疏水、极性/非极性等特点。双亲性磁性janus粒子结构示意图，表明它具有两种亲水疏水基团结构。受访者供图“团队开发的这种新型双亲性磁性材料，以磁性微球为原料，通过皮克林乳液定向控制和磷酸基高分子定向表面修饰，得到的一种单侧花状结构的双亲性磁性粒子。这种粒子具有适宜的电动电势（Zeta电位）和接触角，亲水侧有利于在水环境中充分分散与其他粒子接触，疏水侧则表现出较强的吸附带负电荷塑料粒子的能力。在磁场中，这种双亲性磁性粒子能够实现快速分离，从而完成对水环境中微米级/纳米级塑料微粒的富集与分离。”李婉赫说。未来能广泛应用于水环境中的吸附治理与其他吸附材料相比，此次合成的这种新型磁性材料用于吸附微纳塑料有何优势？“这种新型磁性材料的优势在于对低浓度高度纳米化的微纳塑料具有更显著的吸附能力，亲水侧有利于充分分散接触，疏水侧有利于吸附目标物，在磁场作用下能快速聚集分离。目前从吸附动力学和热力学研究上看，它吸附聚苯乙烯（PS）微粒的吸附速率为每分钟0.759，吸附容量达到每克能吸附2.72克聚苯乙烯微粒，而它吸附聚乙烯（PE）微粒的吸附速率为每分钟0.539，吸附容量达到每克吸附2.42克聚乙烯微粒，这些吸附能力数据比非双亲性吸附材料都要高，因此它在处理聚苯乙烯和聚乙烯两种微纳塑料方面具有更强的竞争优势。”李婉赫说。作为该团队的最新研究成果，该新型双亲性磁性材料在许多领域具有实用价值。“我们开发的新型双亲性磁性材料，不仅可以应用于水环境中微纳塑料颗粒的吸附治理，未来也能应用于水环境中抗生素和其他永久性有机污染物的吸附治理，团队正逐步对相关应用领域开展研究工作。”黄慨说。该团队经过研究还发现，此次研究开发的新型吸附材料，对聚苯乙烯和聚乙烯两类带负电荷塑料微粒表现出强的吸附效果，而对于其他带正电荷塑料微粒的吸附效果不明显，比如吸附带正电荷（MR）的能力就很弱。“相关的甄别研究工作是下一步研究的重点。”黄慨表示，未来，团队将会设计强化亲水侧作用的吸附材料，同时完善材料甄别更多目标物的吸附能力，掌握更丰富的吸附数据，构建各类型塑料微粒的吸附数据库。同时团队与自来水厂合作开展集成设计去除塑料微粒的装置模块，为今后大规模工程化应用研究提供基础数据。

几个世纪以来，人类探索磁性及其相关现象的脚步从未停歇。在电磁学和量子力学发展的早期，人类很难想象磁石对铁的吸引力，鸟、鱼或昆虫在相隔数千英里的目的地之间的导航能力，这些神奇又有趣的现象具有相同的磁性起源。这些磁性来源于基本粒子的运动电荷与自旋，它和电子一样普遍存在。近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点，它们为自旋电子学器件的研发开辟了新的方向，在新型光电器件、自旋电子学器件等方面都有着重要的应用价值。近日，《物理学报》2021年第12期也推出了二维磁性材料专题，从不同的角度描述了二维磁性材料在理论与实验方面的进展。《物理学报》2021年第12期你能想象得到吗？只有几个原子厚度的二维磁性材料就可以为极小的硅电子器件提供基板。这种神奇的材料由成对的超薄层制成，超薄层通过范德瓦耳斯力，即分子间作用力堆叠在一起，同时层内原子以化学键进行连接。虽然只有原子级的厚度，但依然保持着磁学、电学、力学、光学等方面的物理和化学特性。二维磁性材料 图片引用自https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html打个有趣的比方，二维磁性材料中的每个电子都像一个微小的罗盘，拥有北极和南极，这些“罗盘针”的方向决定了磁化强度。当这些无穷小的“罗盘针”自发对齐时，磁序就构成物质的基本相位，因此可制备出很多功能性装置，例如发电机和电动机、磁阻存储器和光学阻隔器等。这种神奇的特性也让二维磁性材料变得炙手可热起来，虽然现在集成电路制造工艺在不断提高，但由于器件在不断缩小，已经受到量子效应的限制，微电子行业已经遇到了可靠性低、功耗大等瓶颈，延续了近50年的摩尔定律也不再“吃香”（摩尔定律：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍）。如果未来二维磁性材料能够在磁传感器、随机存储器等新型自旋电子学器件领域得到应用，说不定有望突破集成电路性能瓶颈。我们已经知道，具有磁性的范德瓦耳斯晶体带有特殊的磁电效应，因此在二维磁性材料的研究过程中，定量的磁性研究是必不可少的步骤。然而，对此类磁体在纳米尺度上磁性响应的定量实验研究依然非常缺乏。现有的一些研究报道了在微米尺度上实现了对晶体磁性的检测，但这些技术不仅还无法提供关于磁化的定量信息，还极容易干扰阻碍超薄样品的磁信号。因此，检测技术的更新对于探测材料纳米尺度上的磁性质是非常紧迫的挑战。国仪量子QDAFM为了解决这一难题，国仪量子提供了一种新的测量途径——量子钻石原子力显微镜（QDAFM）。QDAFM是基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率以及单个自旋的超高探测灵敏度，可用于定量检测范德瓦耳斯磁体的关键磁学性质，并对其磁化、局部缺陷和磁畴进行高空间分辨率的磁成像，具有非侵入性、可覆盖宽温区、大磁场测量范围等独到优势，在量子科学，化学与材料科学，以及生物和医疗等研究领域有着广泛的应用前景。二维碘化铬的磁化图引用自Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single-spin microscopy（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926）下面，为大家介绍QDAFM在微纳磁成像、超导磁成像、细胞原位成像、拓扑磁结构表征等方面的具体应用。01微纳磁成像对于磁性材料，确定其静态自旋分布是凝聚态物理中的重要问题，也是研究新型磁性器件的关键。QDAFM提供了一种新的测量途径，能够实现高空间分辨率的磁性成像，具有非侵入性、可覆盖宽温区、大磁场测量范围等独到优势。布洛赫型磁畴壁成像引用自Tetienne, J. P.et al. The nature of domain walls in ultrathin ferromagnets revealed by scanning nanomagnetometry.Nature Communications6, 6733(2015)02超导磁成像对超导体及其涡旋的微观尺度研究，能够为理解超导机理提供重要信息。利用工作在低温下的QDAFM，可以对超导体的磁涡旋进行定量的成像研究，并扩展到众多低温凝聚态体系的磁性测量。单个磁性涡旋的杂散场定量成像引用自Thiel, L.et al.Quantitativenanoscale vortex imaging using a cryogenic quantum magnetometer. Nature Nanotechnology 11,677- 681 (2016).03细胞原位成像在细胞原位实现纳米级分子成像是生物学研究的重要手段。在众多成像技术中，磁共振成像技术能够快速、无破坏地获取样品体内的自旋分布图像，已经广泛应用在多个科学领域中。特别是在临床医学中，因其对生物体几乎无损伤，对疾病的机理研究、诊断和治疗起着重要的作用。然而，传统的磁共振成像技术使用磁感应线圈作为传感器，空间分辨率极限在微米以上，无法进行细胞内分子尺度的成像。利用QDAFM的高空间分辨率特性，研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白，分辨率达到了10纳米。细胞原位铁蛋白分子的纳米磁成像引用自Wang, P. et al. Nanoscale magnetic imaging of ferritins in a single cell. Science advances 5, 8038 (2019).04拓扑磁结构表征磁性斯格明子是具有拓扑保护性质的纳米尺度涡旋磁结构。磁性斯格明子展现出丰富新奇的物理学特性，为研究拓扑自旋电子学提供了新的平台，在未来高密度、低能耗、非易失性计算和存储器件中也具有潜在应用。但是室温下单个斯格明子的探测在实验上仍具有挑战性。QDAFM的高灵敏度和高分辨率特点，是解决这一难题的有力工具，通过杂散场测量可重构出斯格明子的磁结构。斯格明子磁场成像引用自Dovzhenko, Y. et al. Magnetostatic twists in room-temperature skyrmions explored by nitrogen-vacancy center spin texture reconstruction. Nature Communications 9, 2712 (2018).参考文献：1.《物理学报》2021年第12期，二维磁性材料专题2.Two-dimensional magnetic crystals and emergent heterostructure devices（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav4450）3.https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html4.Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single-spin microscopy（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926）

公司将参加于2008年05月23-25日在深圳会展中心(深圳市福田区福华三路 深圳会展中心东门7号展馆)举办的&ldquo 第六届深圳国际磁性材料、设备及磁材应用展览会&rdquo ，6th China Shenzhen International Magnetism Material Equipments &Apply Exhibition。 公司展位号A222，届时公司会携专利的全自动干湿二合一激光粒度仪HELOS/OASIS参展！届时中国区首席代表耿建芳博士等将与大家进行专业的现场技术交流，并可以在现场测试样品。 热忱欢迎各界人士光临公司展位！

德国新帕泰克/北京粉体协会技术交流暨培训会议顺利举行　　仪器信息网讯 为了感谢用户长期以来对德国新帕泰克公司的关心和支持，使用户能够更好的使用新帕泰克的仪器，2011年4月18日，德国新帕泰克/北京粉体协会技术交流暨培训会议在北科大厦隆重召开，会议同期举行了德国新帕泰克北京理化中心联合应用实验室揭幕仪式。60余名来自高校、科研院所及企业的专家学者、技术人员、仪器操作人员亲临会议现场共同分享和交流粒度分析技术、应用以及发展前景。北京粉体技术协会理事长胡荣泽教授 　　北京市理化分析测试中心副主任张经华博士、北京市理化分析测试中心主任刘清珺博士　　本次技术交流会由北京市理化分析测试中心副主任张经华博士主持，德国新帕泰克有限公司全球销售经理潘克维先生、德国新帕泰克首席代表耿建芳博士、北京市理化分析测试中心主任刘清珺博士、北京粉体技术协会理事长胡荣泽教授分别致词，并对德国新帕泰克公司与北京理化分析测试中心成立联合应用实验室，开始实质性的合作交流表示祝贺。　　德国新帕泰克北京理化中心联合应用实验室揭幕仪式　　（刘清珺博士和潘克维先生为落户联合应用实验室的第一台新帕泰克仪器——HELOS/RODOS干法激光粒度仪揭幕）　北京市理化分析测试中心物理部 周素红主任　　周素红主任做了《粒度分析方法标准现状及最新进展》的报告。首先，对于粒度测量方法的比较、纳米材料测量方法、不同粒度分析技术周素红主任做了简要介绍。随后，周主任主要对于动态光散射国际标准，图像法、声学法表征颗粒的国际标准，以及目前国内和国际上粒度表征的通用标准主要归口做了介绍。　　德国新帕泰克首席代表 耿建芳博士　　德国新帕泰克有限公司(SYMPATEC GmbH)创建于1984年，是从以粉体研究而闻名世界的大学Technical University of Clausthal(克劳斯塔尔工业大学)中分支出来的。公司总部设在德国，在美国、瑞士、瑞典、法国、英国、比利时、伊朗、韩国设有分公司，在中国设有德国新帕泰克有限公司苏州代表处。耿建芳博士表示新帕泰克是一家专注于技术创新的专业粒度仪制造商，其将近一半的员工具有博士学位，新帕泰克的激光粒度测试仪在业界创造了多项“世界第一”。其推出的“干样干测、湿样湿测”的检测理念很好的满足了不同行业的不同使用要求。　　在1nm-20mm的粒度范围内，根据不同的应用需求，新帕泰克有不同的技术解决方案。耿建芳博士介绍说对于0.1-8750μm的粉末或可稀释的乳液、悬浮液，可使用HELOS或MYTOS系列激光粒度仪；对于0.01-3000μm的不可稀释的乳液、悬浮液可使用OPUS或NIBUS系列超声衰减粒度仪；对于1-20,000μm的粉末或可稀释的乳液、悬浮液等，除了粒度大小和分布，如果还要获得颗粒形貌信息可采用QICPIC动态颗粒图像分析仪；对于1-10000nm的粉末或可稀释的乳液、悬浮液则可用NANOPHOX纳米激光粒度仪。　　德国新帕泰克有限公司全球销售经理 潘克维先生　　德国新帕泰克有限公司全球销售经理潘克维先生向与会人员做了《粒度分布的计算方法及粒度检测结果各个参数的解释》和《干法激光粒度仪在水泥和磁性材料行业的完美解决方案及应用》两个报告。　　对于粒度分布的计算方法及粒度检测结果各个参数的解释，潘克维先生介绍说对于3D物体不可能只用一个特殊的数值进行正确的描述。描述粒度大小有Feret径、最小外接矩形径、等效投影面积径等方法；粒度大小分布的描述方式有，累积分布、微分(频度)分布、峰形等；粒度分布特征值常用的表示方法有中位数，X10、X50、X90，峰形，分布的宽度等。潘克维先生在报告中对于各个计算方法的定义及应用都做了详细的介绍。　　在《干法激光粒度仪在水泥和磁性材料行业的完美解决方案及应用》的报告中，潘克维先生指出粒度分布是控制水泥和磁性材料质量的重要指标。同时干法分散具有分析时间短、样品量大有代表性、无化学作用、无需液体处理等优点，对于干粉样品分析具有很大的优越性。　　潘克维先生介绍了新帕泰克实验室应用的RODOS干粉分散系统的设计原理、测试步骤、性能特点，以及水泥、磁性材料等样品测试实例。RODOS干粉分散系统可分散小至0.1μm的干粉颗粒、样品分析量可从mg至kg；分散力度可调，可实现粉体的完全分散，不会造成颗粒的粉碎及破坏；测试频度高，可实现“瞬时分散、瞬时测量”的测试原则。　　此外，潘克维先生还介绍了新帕泰克MYTOS在线干法激光粒度分析和过程控制系统，分别从仪器的结构、过程控制的优越性，以及在德国、南非、荷兰、卢森堡等国家的水泥、磁性材料企业中的在线安装应用实例向与会者做了详细的介绍。据介绍，280台新帕泰克系统成功应用在水泥行业、220台成功应用在金属粉/NdFeB行业。　　德国新帕泰克有限公司苏州代表处区域经理 金哲先生　　金哲先生做了《关于粒度测试若干问题的澄清》的报告，在报告中金哲先生就粒度测试范围，单光源和多光源、平行光和收敛光、单镜头和多镜头、米氏计算模型和费氏计算模型的特点，粒度检测的准确性做了介绍。　　金哲先生指出激光衍射法的粒度测试范围为0.1μm至3mm，对于小于0.1μm的颗粒，应采用基于动态光散射的纳米激光粒度仪。多光源设计可能带来不同光源产生的衍射图形无法分辨、多光源的结果如何拟合、米氏参数如何选择等问题，在ISO13320中，对微米级激光粒度仪的推荐光路为单光源。平行光路设计光路系统精度最高，收敛光路虽然节省成本，但在该光路中大小相同的颗粒因位置不同，在探测器上的衍射图形就不重叠，因而被认为是不同大小的颗粒，测量误差一般大于10%。要获得高的测试精度和最高的测试分辨率就要根据被测物料的实际状态选择最合适的镜头。米氏理论的应用需要对物料的物性参数及颗粒形貌有严格的要求，所以只有在有精确的米氏参数且颗粒为球形、各项同性时，才使用米氏计算模型，一般都使用费氏模型。此外，在大多数情况下，粉体粒度事实上没有“真值”，所以也谈不上测量的“准确性”。与会人员合影　　报告会后，与会人员还就自己关心的问题同新帕泰克的工作人员进行了交流，新帕泰克工作人员对用户的问题进行了详细的解答，并对用户提供的样品进行现场测试。通过此次会议，大家对于新帕泰克粒度测试的基本知识、及新帕泰克公司在粒度测试领域的技术实力有了更深入的了解。

2018 年 8 月 27 至 30 日，国内外稀土永磁领域科研和产业界大咖云集北京大学，隆重举行了第 25 届国际稀土永磁与先进磁性材料应用研讨会（REPM2018）。此次会议由北京大学、北京工业大学、中科院宁波材料所、中国钢铁科技集团公司、中科三环和中国工程院共同主办，由北京大学杨金波老师、北京工业大学岳明老师共同主持，共 12 位院士莅临了此次会议，与会人员超过 400 人，稀土永磁领域重要科研单位和企业几乎全部到场。一排右起 Sagawa、李卫、王震西、干勇、王辰、杨应昌、都有为、Coey 我国稀土储量为世界之最，不仅总量大，而且品类全。借此优势大力发展稀土永磁材料行业，我国已成为世界上生产和销售钕铁硼最多的国家，年产销量在 10 万吨左右，占全球的 80-90%。世界其他国家只有德国的真空熔炼、日本 Neomax、TDK 和信越四家企业生产稀土永磁。稀土永磁具有机械能与电磁能相互转换的功能及磁的各种物理效应（如磁共振效应，磁力学效应，磁光效应，磁化学效应，磁生物效应，磁阻效应和霍尔效应等）而被制作成磁性功能器件广泛应用于计算机、汽车、风电、航空航天、工业自动化和医疗等领域。飞纳电镜作为本次会议赞助商，在会议现场做了台式扫描电镜的展示，吸引了各位老师专家的注意。由于飞纳电镜采用 CeB6 灯丝，背散射信号显著强于 W 灯丝电镜，非常适合观测钕铁硼磁体等双相材料。许多与会老师表示，由于自己的样品属于磁性材料，往往会被测试中心拒绝。而飞纳电镜的物镜磁透镜采用了无漏磁设计，样品不会受到物镜磁场的影响，更适合磁性材料的观测。飞纳电镜以及拍摄的照片，还多次出现在钢铁研究总院、大地熊磁铁和耐驰机械仪器公司的学术报告和宣传资料之中。（钢铁研究总院和安徽大地熊新材料股份有限公司为飞纳电镜在中国的用户）最后，在大会的闭幕式上，宣布了第 26 届国际稀土永磁与先进磁性材料应用研讨会将于 2020 年 8 月 24 至 26 日在美国马里兰州巴尔的摩市举行，新任会议主席 Coey 进行了邀请致辞，希望大家能够再次相聚一堂。

导读：自2017年来，二维磁性在单层材料中的实现使得二维磁性材料受到了大的关注。范德瓦尔斯磁体让我们对二维限下的磁性有了更进一步的了解，不同磁结构的范德瓦尔斯磁体使得实验上探究二维下的磁学模型成为可能。例如，在单层CrI3中发现Ising铁磁，而XY模型的NiPS3在单层限下的磁性会被抑制。除了这些，有着变磁行为的范德瓦尔斯磁体更为有趣，比如在少层CrCl3中由于奇数层存在着未补偿磁矩，使得奇数层存在着spin-flop转变，而偶数层则没有。目前，现存的二维磁性材料非常稀少，这意味着新范德瓦尔斯磁体的发现，不仅仅有助于二维磁性的研究，更是为二维自旋电子学器件的应用提供了材料基础[1]。相比于传统的三维空间结构，二维层状磁性材料因其原子层间较弱的范德华尔斯作用力，能够人为操控其层间堆叠方式，进而有可能影响其磁耦合特性，为新型二维自旋器件的研制提供新思路。然而，堆叠方式与磁耦合间的关联机制仍不甚明晰，需要借助先进的扫描探针技术才能实现在原子层面的直接实验观测。美国RHK公司所提供的先进R9plus扫描探针显微镜控制器可以有效结合课题组自主研发的扫描探针设备，同时给予高效率的扫描控制，从而可以针对二维磁性材料应用领域展开更为深入的研究。本文重点介绍国内课题组灵活运用RHK公司扫描探针控制器，配合自主研发设计的扫描探针设备所开展的一系列国际前沿性二维材料领域的研究工作，其中各研究工作当前已在国际SCI核心学术期刊发表。科学成果的突破，离不开实验技术的不断攻坚克难。复旦大学物理学系教授高春雷、吴施伟团队通过团队自主研发搭建的扫描探针设备创造性地将原位化合物分子束外延生长技术和自旋化扫描隧道显微镜相结合，在原子层面彻底厘清了双层二维磁性半导体溴化铬（CrBr3）的层间堆叠和磁耦合间的关联，为二维磁性的调控指出了新的维度。相关研究成果以 《范德华尔斯堆叠依赖的层间磁耦合的直接观测》（“Direct observation of van der Waals stacking dependent interlayer magnetism”）为题发表于《科学》（Science）主刊，其中复旦大学物理学系博士后陈维炯为作者[2]。图中所示为陈博士与RHK技术总监进行深入的技术探讨，现场摸索优化测试信号，并详细沟通具体的测量细节，为后续高效率提取高质量大数据做准备。 课题组运用自主研制的自旋化扫描隧道显微镜测量技术，结合RHK公司先进的扫描探针显微镜控制器对自主研发实验设备实现测量调控，团队进一步在原子分辨下获取了样品磁化方向的相对变化，从而实现了实验突破，揭秘材料堆叠方式与磁耦合之间的直接关联性。团队以CrBr3双层膜作为主要研究对象和潜在突破口。双层CrBr3间较弱的范德瓦尔斯力赋予层间发生相对转动和平移的“自由”，从而使堆叠方式多样化成为可能。确实，在实验中获得的CrBr3双层膜具有两种不同的转动堆叠结构（H型和R型），分别对应迥异的结构对称性。其中，R型堆叠结构中，双层膜上下两层间同向平行排列，且沿晶体镜面方向作一定平移；H型堆叠结构中，双层膜上下两层之间旋转了180度，反向平行交错排列。这两种结构均是在相应的体材料中从未发现过的全新堆叠结构。至此，团队率先在原子尺度阐明了CrBr3堆叠结构与层间铁磁、反铁磁耦合的直接关联，为理解三卤化铬家族CrX3中不同成员的迥异磁耦合提供了指导。H型和R型堆叠的CrBr3双层膜自旋化扫描隧道显微镜测量 更多精彩案例： 《Nature》子刊：中国科大扭转双层石墨烯重要进展！ 范德瓦尔斯堆叠的双层石墨烯具有一系列新奇的电学性质（例如，电场可调控的能隙、随扭转转角变化的范霍夫奇点以及一维拓扑边界态等）。当双层石墨烯的扭转转角减小到一系列特定的值（魔角）时，体系的费米面附近出现平带，电子在能量空间高度局域，电子-电子相互作用显著增强，出现莫特缘体和反常超导量子物态。另一方面，这些新奇的性质与双层石墨烯体系的扭转角度有着严格的依赖关系，体系层间相互作用随着转角减小会逐渐增强，因此探寻和研究这种层间耦合对理解扭转双层石墨烯的电子结构和物理性质至关重要。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学研究中心国际功能材料量子设计中心（ICQD）物理系秦胜勇教授与武汉大学袁声军教授及其他国内外同行合作，利用扫描隧道显微镜和扫描隧道谱，次在双层转角石墨烯体系中发现了本征赝磁场存在的重要证据，结合大尺度理论计算指出该赝磁场来源于层间相互作用导致的非均匀晶格重构。相关研究成果以“Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene”为题，于2020年发表于《自然通讯》（Nature Communications 2020,11,371）上[3]。图：小角度双层石墨烯中本征赝磁场的发现。对于转角为0.48度的双层石墨烯，在不加外磁场情况下，实验发现了贋朗道能（图b），理论计算进一步验证了这种贋磁场行为（图c），并估算出贋磁场值大约为6特斯拉（图e）。 该团队系统研究了小角度下（1°）双层石墨烯的电学性质，次证实了由晶格重构导致的本征赝磁场。先，研究人员发现体系中赝磁场导致了低能载流子的能量量子化，并计算出这种本征赝磁场在实空间的分布。研究发现赝磁场的分布并不是均匀的，而是以AA堆叠为中心呈涡旋状，且在AA堆叠边界区域达到大值；另外，该赝磁场的大小随着转角的减小而增大，其分布和大小受到外加应力的调控。该项研究证实，在小角度扭转双层石墨烯中晶格重构导致的赝磁场和强关联电子态存在着内在的关联，层间相互作用对体系的结构重构和性质变化有着非常重要的影响。这一现象可以推广到其他范德瓦尔斯堆叠的二维材料体系中。这项工作同时表明，具有本征赝磁场的小角度扭转双层石墨烯是实现量子反常霍尔效应的一个可能平台，为研究二维材料的性质和应用提供了新的思路。RHK公司提供的R9plus扫描探针显微镜强有力的为国内自主研发技术提供有力保障，除了在科研领域内重点关注的二维材料发挥重要作用以外，也对国内其它相关扫描探针设备研发领域课题组提供技术支持。中国科学技术大学陆轻铀教授团队与中国科学院强磁场科学中心、新加坡国立大学等单位合作，利用扫描探针控制器实现了高精度的磁力显微镜观察表征，报告了在超薄BaTiO3/SrRuO3 (BTO/SRO)双层异质结构中发现铁电体（FE）驱动的、高度可调谐的磁性斯格明子。在BTO中，FE驱动的离子位移可以穿过异质界面，并继续为多个单元进入SRO。这种所谓的FE邻近效应已经在不同的FE/金属氧化物异质界面中得到了预测和证实。在BTO/SRO异质结构中，这种效应可以诱导相当大的DMI，从而稳定强大的磁性物质。此外，通过利用BTO覆盖层的FE化，可以实现对斯格明子性质的局部、可逆和非易失性控制。这种铁电可调的斯格明子系统为设计具有高集成性和可寻址性的基于斯格明子的功能设备提供了一个潜在的方向。相关成果以题为“Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures”发表在了Nat. Mater.上[4]。B20S5样品中磁性斯格明子的磁力显微镜表征 除此之外该课题组也对二维过渡金属硫化物材料MoTe2温度依赖的表面STM图像、电子结构、晶格动力学和拓扑性质进行了研究。研究结果以Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td-MoTe2 at low temperature为题，发表在美国物理学会杂志《物理评论B》上。该工作为二维过渡金属硫化物材料MX2的低温研究、实验制备和器件开发提供了直接的理论支持，其揭示的MoTe2低温下反常物性的内在物理机制对其它具有内在MX2八面体结构畸变的二维材料同样具有参考价值[5]。学术工作之外，该课题组在仪器设备研发方面也取得了优异的成果，课题组在国际上次研制成功混合磁体端条件下原子分辨扫描隧道显微镜（STM），相关研究成果发表在显微镜领域著名期刊Ultramicroscopy和著名仪器刊物Review of Scientific Instruments上。此工作利用混合磁体搭配RHK公司扫描探针设备开展原子分辨成像研究，对于突破当前超强磁场下只能开展输运等宏观平均效果测量的瓶颈，进入到广阔的物性微观起源探索领域，具有标志性意义。同时，课题组又针对超强磁场下的生物分子高分辨成像，搭建了一套室温大气环境下的分体式STM。该系统将一段螺纹密封式胶囊腔体通过一根长弹簧悬吊于混合磁体中心，并将STM核心镜体悬吊于胶囊腔体内用以减弱声音振动干扰。经测试，该STM在27.5特斯拉超强磁场下依然保持原子分辨。由于没有真空、低温环境的保护，搭建混合磁体超强磁场、超强振动和声音环境下的室温大气STM难度更大。此前，国际上还未曾报道过水冷磁体或混合磁体中的室温大气STM[6]。混合磁体STM系统：（a）混合磁体照片；（b）混合磁体STM系统简图；（c）STM镜体；（i-iv）分别为0T、21.3T、28.3T、30.1T磁场强度下石墨的原子分辨STM图像。 参考文献：1. Peng, Y., et al., A Quaternary van der Waals Ferromagnetic Semiconductor AgVP2Se6. Advanced Functional Materials, 2020. 30(34): p. 1910036.2. Chen, W., et al., Direct observation of van der Waals stacking-dependent interlayer magnetism. Science, 2019. 366(6468): p. 983-987.3. Shi, H., et al., Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene. Nat Commun, 2020. 11(1): p. 371.4. Wang, L., et al., Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures. Nat Mater, 2018. 17(12): p. 1087-1094.5. Ge, Y., et al., Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td?MoTe2 at low temperature. Physical Review B, 2020. 101(10).6. Meng, W., et al., 30 T scanning tunnelling microscope in a hybrid magnet with essentially non-metallic design. Ultramicroscopy, 2020. 212: p. 112975.

主题：如何采用高分辨率ICP光谱仪分析地质、磁性材料的稀土元素北京时间：2014年6月24日 晚12:00 主讲人：Dr. Alice Stankova（HORIBA科学仪器事业部应用科学家）简介： 稀土元素由于其独特的性能，已成为地质、高纯稀土、磁性材料等应用领域中不可或缺的材料，而ICP-OES可以分析其中稀土元素的含量。因为稀土元素光谱干扰比较严重，研究者需要一台高分辨的ICP-OES，这样才能获取准确的测量结果。 本次研讨会将会给大家演示在不同领域中如何使用ICP-OES获取准确的结果，如分析地质中稀土元素、高纯稀土中痕量稀土元素、以及钕铁硼磁性材料中元素等。报名链接：https://event.on24.com/eventRegistration/EventLobbyServlet?target=registration.jsp&eventid=797176&sessionid=1&key=A2F53BF9C694875923B0A5B2C9820FA9&sourcepage=register

德国新帕泰克公司将参加于2009年06月19-21日在深圳会展中心(深圳市福田区福华三路)举办的&ldquo 第七届深圳国际磁性材料、设备及磁材应用展览会&rdquo ，7th China Shenzhen International Magnetism Material Equipments &Apply Exhibition。 公司展位号A239，届时公司会携专利的全自动干湿二合一激光粒度仪HELOS/OASIS参展！届时中国区首席代表耿建芳博士等将与大家进行专业的现场技术交流，并可以在现场测试样品。 热忱欢迎各界人士光临公司展位！

MTI-科晶集团参加2016年1月12-15日在美国圣地亚哥召开的第3届国际磁性材料会议。会上展示了本集团的单晶基片，小型电弧熔炼炉，温控感应加热炉等一系列新产品，并和国内外磁学届的精英进行了充分的交流。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "【作者按】一直以来的观点都认为磁性材料不适合用电子显微镜来观察。理由似乎无可辩驳：电子显微镜的关键部件，磁透镜，会将磁性材料磁化并在透镜表面形成吸附。造成的影响是电镜性能大大的下降，若情况严重，会使得电镜无法形成图像。正是基于这一缘由，许多电镜室将磁性材料拒之门外，拒绝对这类样品进行检测。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "虽然我们对磁性材料十分的在意，但对磁性材料的定义却很少能说得清楚，许多过分的误杀也由此产生。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "什么是磁性材料？扫描电镜的磁透镜和磁性材料之间有何关联？怎样判断测试结果是否受样品磁性的干扰？如何对磁性较强的材料进行测试？怎么避免其对镜筒的污染？所有这些问题，都将在本文中给您一一解答。/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none none none solid border-width: 1px 5px 1px 0px border-radius: 0px border-color: rgba(255, 255, 255, 0) rgba(255, 255, 255, 0) rgb(92, 107, 192) rgb(223, 46, 0) padding: 5px 10px background-color: rgb(92, 107, 192) box-shadow: rgba(255, 255, 255, 0) 0px 0px 0px line-height: 1 letter-spacing: 0px width: auto height: auto box-sizing: border-box "section style="color: rgb(255, 255, 255) font-size: 15px text-align: justify letter-spacing: 4px line-height: 1 box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"p style="white-space: normal margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "span style="font-family: 微软雅黑 "strongspan style="font-size: 18px "一、什么是磁性材料/span/strongstrongspan style="font-size: 18px "/span/strong/span/p/section/section/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1.1 物质磁性的来源/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "“磁性理论”起源于安培的“分子电流假说”：分子中存在回路电流，即分子电流，分子电流相当于一个最小的磁性单元。分子电流对外界的磁效应总和决定磁性是否对外显示。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "安培理论是建立在当时分子学说体系的基础之上，现在我们知道组成物质的最基本粒子是原子，在原子学说的理论体系中，“分子电流”并不存在，故必须建立新的模型假说。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "波尔在卢瑟福原子结构模型理论和普朗克量子理论的基础上，提出了被称为经典的原子模型假说（见经验谈4）。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "基于原子模型假说，对物质磁性来源的解释是：物质的磁性源自物质原子中电子和原子核的磁矩。原子核的磁矩很小可以忽略，故物质的磁性取决于“电子磁矩”。电子的磁矩源自电子运动，电子的轨道运动形成“轨道磁矩”，自旋运动形成“自旋磁矩”。在充满电子的壳层中，电子的在轨运动占满了所有可能方向，各种方向的磁矩相互抵消，因此总角动量为零。我们在考虑物质磁性时只需考虑那些未填满电子的壳层，称为“磁性电子壳层”。物质对外显现磁性的状态，也取决于这个磁性电子壳层的状况。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1.2 磁性物质的分类/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "物质的磁性源自原子中电子运动所形成的磁矩。任何物质都存在着电子的轨道运动和自旋运动，因此都存在着磁矩，只是依据电子填充核外电子轨道的情况按大类分为：反磁（抗磁）、顺磁、铁磁，这三大类磁性物质。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1.2.1 反磁性与反磁性物质/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "反磁性也称为抗磁性。定义为：在外加磁场的作用下，电子的在轨运动会产生附加转动(Larmor进动)，动量矩将发生变化，产生与外磁场相反的感生磁矩，表现出“反磁性”。应该说所有的物质进入磁场都会表现出反磁的特性，那么为啥还有反磁性物质这一分类呢？/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "反磁性物质：当物质的原子核外电子充满所有轨道时，无论是单质还是配合物所形成的杂化轨道，电子各向磁矩都将完全的相互抵消，因此该类物质在进入磁场后电子只表现出反磁特性。称为反磁性物质。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1.2.2 顺磁性物质/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "顺磁性物质：物质的分子或原子中含有未成对电子，这些电子的磁矩在各自的原子和分子中无法完全抵消。而热扰动的影响使原子和分子间的未成对电子无序排列，造成个体磁矩的互相抵消，最终合磁矩为零，物质整体对外不显磁性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "物体进入磁场后，未成对电子将受磁场作用而趋向磁场排列，同时热扰动的作用使其趋向混乱排列，但综合结果是在磁场方向产生一个磁矩分量，对外表现出磁性，低温会使得磁矩分量加强。常温下拆除磁场后，热扰动的作用会使这些单电子重归无序排列，合磁矩归零，对外不表现磁性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "顺磁物质按照磁性强弱可粗分为：弱顺磁、顺磁、超顺磁。“弱顺磁”物质进入磁场，对外表现出的磁性极弱，需极精密设备才能测出。“超顺磁”物质靠近磁场后，表现出的磁性极强接近铁磁。普通顺磁材料的磁性介于两者之间。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "顺磁物质大致包括以下几大类：过渡元素、稀土元素、还有铝、铂等金属，氮的氧化物、稀土金属的盐，玻璃，水，非惰性气体等等。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1.2.3 铁磁性物质/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "相对于顺磁性物质，铁磁性物质原子核外的电子轨道上有更多未配对电子。这些未配对电子的自旋方向趋同，形成所谓的 “磁畴”。 “磁畴”可认为是同方向电子的集合，由其形成的“饱和磁矩”要远大于单电子形成的磁矩。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "铁磁性物质各原子或配合物所形成的磁畴，相互之间大小和方向都不相同。如同顺磁性物质一样，在热扰动影响下这些磁畴杂乱排列，最后形成的合磁矩为零。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "当铁磁物质进入磁场，这些磁畴在磁场影响下趋向沿磁场方向的趋同排列，而热扰动影响下的杂乱排列趋势相对磁场对磁畴的影响要小很多，故该物质进入磁场后表现出的合磁矩比顺磁性物质要强大得多。当外加磁场达到一定值（饱和值），移除磁场影响后，常规的热扰动无法使得这些磁畴回归无序排列状态，合磁矩保持进入磁场的强度，物质对外继续保持被磁化的状态。该现象被称为“磁滞”现象。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "高温（500-600度）所形成的热扰动才会使得处于“磁滞”状态的磁畴重新回归无序排列，这就是高温消磁的缘由。一些所谓的交变磁场消磁器也能打乱磁畴的有序排列，但是效果最佳、消磁最彻底的方法，还是高温消磁。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "“磁滞”现象最先在铁器上被发现，故该磁特性被称为“铁磁性”。过渡族金属及其合金和化合物都具有这种特性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "综上所述，物质的磁性来自它们原子核外电子的运动，严格来说所有的物质都带有磁性。依据物质进入磁场后对外所表现出来的磁性可分为：反磁、顺磁以及铁磁性材料。顺磁性材料依据磁性强弱可粗分为弱顺磁、顺磁、超顺磁。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "反磁或弱顺磁材料进入磁场，对外不表现出磁性或表现出的磁性极其微弱（只有精密仪器才能测得）；顺磁及超顺磁性材料进入磁场后会表现出较强的磁性；铁磁性材料不仅进入磁场表现出强磁性，离开磁场后还具有强烈的磁滞现象。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none none none solid border-width: 1px 5px 1px 0px border-radius: 0px border-color: rgba(255, 255, 255, 0) rgba(255, 255, 255, 0) rgb(92, 107, 192) rgb(223, 46, 0) padding: 5px 10px background-color: rgb(92, 107, 192) box-shadow: rgba(255, 255, 255, 0) 0px 0px 0px line-height: 1 letter-spacing: 0px width: auto height: auto box-sizing: border-box "section style="color: rgb(255, 255, 255) font-size: 15px text-align: justify letter-spacing: 4px line-height: 1 box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"p style="white-space: normal margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "span style="font-size: 18px font-family: 微软雅黑 "strong二、电镜对磁性材料的影响/strong/span/p/section/section/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "电子显微镜的光源是高能电子束，对电子束进行会聚的最佳方案是采用电磁透镜。因此在电镜中充满着各种磁场，不可避免会对进入磁场的那些易被磁化的样品产生影响。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "扫描电镜对样品产生磁影响的主要部件是物镜。不同类型的物镜对样品的磁影响不同。扫描电镜物镜类型分为三类：外透镜、内透镜、半内透镜。下面将分别加以探讨。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2.1 外透镜物镜/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "物镜磁场被封闭在物镜内部，样品置于物镜的外围，物镜的磁场对样品产生的影响极其微弱或基本不产生影响。/spanspan style="font-family: 微软雅黑 text-indent: 2em " /span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/8410991c-d00d-4266-b0b6-1091eb88c9ab.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "从上图可见，外透镜物镜模式，磁场影响不到样品，样品可以极度靠近物镜观察。但由于磁场的封闭，使得进入物镜的样品表面电子信息减少，不利于镜筒内探头对其接收。对观察表面信息较弱的样品，成像质量不如其它透镜模式。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2.2内透镜物镜/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "样品置于物镜磁场中，物镜磁场对样品磁影响极大。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 微软雅黑 text-indent: 2em "/span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/36bc7008-2663-4aa7-91a8-e46dd75a471c.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "如上图，样品置于磁场中。物镜磁场将电子束激发并溢出样品的电子信息基本都收集到探头。探头接收到更为充足的样品信息，故成像质量优异，特别适合弱信号样品形成高分辨像。缺点是：样品尺寸不可过大。对样品的磁性质限制大，只允许对反磁性或磁性极弱的弱顺磁样品进行测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2.3半内透镜物镜/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "物镜对样品仓泄漏部分磁场，样品在靠近物镜时（WD≤2mm）进入磁场，受到磁场的强烈影响。但随着工作距离加大，其受磁场的影响逐渐减弱，远离物镜时（WD≥7mm）受磁场影响极小，WD 8mm以后基本不受磁场的影响。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "以上WD是指样品上最高点到物镜下平面的距离。/span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/aa3a5112-d480-4bb6-a699-15e1a7a9c536.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "该透镜模式被目前绝大多数追求高分辨性能的扫描电镜所采用。特点是：镜筒内探头对样品电子信息的接收能力介于外透镜和内透镜模式之间；对样品的检测尺寸、磁特性的限制不大；有利于对绝大部分样品进行高分辨观察。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "高分辨扫描电镜为了帮助镜筒内探头获取更多的二次电子，基本上都采用半内透镜物镜设计，其优势在于兼顾面较为广泛。顺磁性、铁磁性样品只要保持一定工作距离且本身不带有磁性，测试效果与反磁性物质没有区别。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: 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style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "许多实验室都依据样品名称或采用磁铁对样品进行测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1. 依据名称：把磁性样品等同于铁、钴、镍，并扩展为含/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 " 铁、钴、镍的所有材料。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2.利用磁铁：只要磁铁可以吸引，就被认为是磁性样品。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "凡符合以上所罗列的样品，统统列为扫描电镜的禁测样品。实践证明，这种判断方式简单粗暴，错误百出。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "通过前面的介绍我们知道，材料按磁性区分为反磁性、顺磁性、铁磁性物质。弱顺磁、反磁性物质进入磁场不会受到磁场影响，顺磁、超顺磁、铁磁性材料进入磁场会被磁化。一旦离开磁场，顺磁、超顺磁物质恢复原状，而铁磁性物质会表现出强烈的磁滞现象。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "依据样品的磁特性和物镜的分类，样品磁特性对电镜测试的影响首先要考虑以下两种情况：span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 color: rgb(0, 176, 240) "strong样品本身带磁或不带磁/strong/span。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "A) 样品本身带磁：所有电镜都会受到影响。吸附污染镜筒、扰乱电子束影响测试结果，这些都是样品带磁的直接后果。可采用铁制品（薄铁片、大头针）来检测样品是否带磁。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "B) 样品本身不带磁性：/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1. 物镜采用内透镜模式，测试时需检测样品是否为顺/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "磁材料。用磁铁，如磁铁能吸引该样品，则不可测。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2. 物镜是半内透镜模式，大工作距离（WD 8mm）测试 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "无限制，小工作距离测试，则需如上检测其顺磁性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "3. 外透镜物镜模式，理论上不受工作距离影响。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "其次，strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 color: rgb(0, 176, 240) "样品的合磁矩会随着物体体积的改变而发生变化，体积越小合磁矩越微弱/span/strong。这是量变到质变的关系，因此对于外透镜和半内透镜模式设计的扫描电镜，可采用以下的方式对测试样品进行筛选，并选用与之相匹配的样品处理方式。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "a. 直径在两、三百纳米以下的小颗粒，合磁矩总量极其微弱，一般不会对测试工作产生太大的影响。充分的分散、采用稍大一些的工作距离，即可放心测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "这类小颗粒材料的堆积体容易使得合磁矩增加，松散的堆积与基底结合不牢，易受电子束轰击溅射并吸附在镜筒上。达一定值，会对仪器性能产生影响，特别是磁性稍强一些的纳米颗粒。故制样时，应极力避免堆积体的形成。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "b. 微米级别颗粒所形成的合磁矩就应当引起重视。充分的固定和远离镜筒（WD 8mm）是保证样品测试的关键。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "个人体会是绝大部分情况：合磁矩较大的样品，所需观察的表面细节都较大，采用样品仓探头在大工作距离（15mm）下观察，获取的样品信息将会更加充分。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "固定、分散好样品，控制好工作距离，只要样品本身不带磁（铁片试），进行SEM测试基本都不会有问题。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box "section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none none none solid border-width: 1px 5px 1px 0px border-radius: 0px border-color: rgba(255, 255, 255, 0) rgba(255, 255, 255, 0) rgb(92, 107, 192) rgb(223, 46, 0) padding: 5px 10px background-color: rgb(92, 107, 192) box-shadow: rgba(255, 255, 255, 0) 0px 0px 0px line-height: 1 letter-spacing: 0px width: auto height: auto box-sizing: border-box "section style="color: rgb(255, 255, 255) font-size: 12px text-align: justify letter-spacing: 4px line-height: 1 box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"p style="white-space: normal margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "strongspan style="font-family: 微软雅黑 font-size: 18px "四、如何对磁性较强的样品进行SEM测试/span/strong/p/section/section/section/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "对磁性较强的样品应当排除采用内透镜物镜设计的扫描电镜对其进行测试。下面的讨论主要针对外透镜和半内透镜。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "4.1外透镜物镜模式/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "采用这类物镜模式的扫面电镜。无论物质具有铁磁或是顺磁特性，只要未被磁化，理论上可以在任何位置进行测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "但是样品最好能被充分固定，特别是粉末样品，更要保证每一个颗粒都有很好的固定。否则小工作距离观察，粉末颗粒在电子束轰击下，也容易溅射进镜筒对磁场产生干扰。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "4.2半内透镜物镜模式/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "这类物镜模式由于有部分磁场外泄，因此样品必须远离物镜观察。具体工作距离依据样品合磁矩大小的不同而不同，一般来说大于8mm工作距离是比较安全的。其他操作和外透镜模式基本相同，只是固定必须更为加强。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "对于大型块状物体建议使用夹持台，以保证测试的安全。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "如果发现有像散消除不掉的现象，基本说明样品被磁化，可通过高温或消磁器进行消磁处理来排除磁场干扰。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "铁磁性、顺磁性物质的细节一般都在几十纳米以上，大工作距离下采用样品仓探头观察，将呈现更为丰富的样品信息。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "前面的文章已经探讨过，小工作距离、镜筒探头组合，适合观察松软样品的几纳米细节信息，拥有这种特性及细节的样品，基本都是反磁或弱顺磁样品，漏磁对其不产生影响。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 text-align: justify text-indent: 32px "/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box "section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none none none solid border-width: 1px 5px 1px 0px border-radius: 0px border-color: rgba(255, 255, 255, 0) rgba(255, 255, 255, 0) rgb(92, 107, 192) rgb(223, 46, 0) padding: 5px 10px background-color: rgb(92, 107, 192) box-shadow: rgba(255, 255, 255, 0) 0px 0px 0px line-height: 1 letter-spacing: 0px width: auto height: auto box-sizing: border-box "section style="color: rgb(255, 255, 255) font-size: 12px text-align: justify letter-spacing: 4px line-height: 1 box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"p style="white-space: normal margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "span style="font-family: 微软雅黑 font-size: 18px "strong五、半内透镜物镜测试强磁性样品的实例/strong/span/p/section/section/section/section/section/section/sectionp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/916e6529-9bb5-49a2-b8d3-57f48734f16e.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/7674d57d-40c8-42c8-bfaf-3d270d6d42b4.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/ca2e06fc-9f45-4296-a1b1-717ac9a0af50.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/868c5744-d43f-4cdd-acae-e6012c5ba6b5.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/978c64de-0c97-4b8d-9e4e-5a032c4cacd7.jpg" title="8.png" alt="8.png"//pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0ee817bf-2352-4e19-92dd-37e18e7d0f0e.jpg" title="9.png" alt="9.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="text-align: center justify-content: center margin: 10px 0% position: static box-sizing: border-box "section style="display: inline-block width: auto vertical-align: top min-width: 10% max-width: 100% height: auto border-top: 1px solid rgb(92, 107, 192) border-top-left-radius: 0px padding: 0px 20px box-sizing: border-box "section style="margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="display: inline-block min-width: 10% max-width: 100% vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none none none solid border-width: 1px 5px 1px 0px border-radius: 0px border-color: rgba(255, 255, 255, 0) rgba(255, 255, 255, 0) rgb(92, 107, 192) rgb(223, 46, 0) padding: 5px 10px background-color: rgb(92, 107, 192) box-shadow: rgba(255, 255, 255, 0) 0px 0px 0px line-height: 1 letter-spacing: 0px width: auto height: auto box-sizing: border-box "section style="color: rgb(255, 255, 255) font-size: 12px text-align: justify letter-spacing: 4px line-height: 1 box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"p style="white-space: normal margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "strongspan style="font-size: 18px font-family: 微软雅黑 "六、总结/span/strong/p/section/section/section/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "物质的磁性主要来自于核外电子的在轨运动，因此所有物质都具有一定磁性。依据物质进入磁场后对外表现出的磁特性可将物质分为：反磁性、顺磁性、铁磁性这三类。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "反磁性物质由于核外不存在未成对电子，无论是否进入磁场，其合磁矩都为零，对外不表现出磁性。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "顺磁性物质核外存在未成对电子，故具有一定的个体磁矩。热扰动的影响使得原子或分子间未成对电子排列杂乱，个体磁矩互相抵消，最终合磁矩为零，对外不表现磁性。当这类物质进入磁场，未成对电子受磁场的影响，克服热扰动的束缚而按磁场方向趋同排列，合磁矩不为零，将对外表现出磁性。由于合磁矩较弱，离开磁场后热扰动会使得这些未成对电子重归无序，磁性也随之消失。依据磁性的强弱，顺磁性物质可分为：弱顺磁、顺磁、超顺磁。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "铁磁性物质的原子核外存在多个方向一致的未成对电子，形成“磁畴”。磁畴的合磁矩要远强于单个未成对电子，因此在离开磁场后，常温下，热扰动无法使这些磁畴重归无序，对外表现出所谓“磁滞”现象。该现象最先出现在铁器上，故被称为“铁磁性”。500度以上的高温，热扰动会使得磁畴重归无序，磁滞现象随即消失，这就是所谓的“高温消磁”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "扫描电镜的物镜有三种模式：外透镜、内透镜、半内透镜。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "外透镜模式：物镜磁场封闭在透镜中不对外泄露，因此样品受磁场影响极小。缺点是镜筒内探头获取的样品信息较少，不利于形成样品的高分辨形貌像。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "内透镜模式：样品置入物镜磁场，受磁场影响极大。优点是镜筒内探头获取样品信息充分，有利于高分辨像的形成。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "该物镜模式对样品的限制极大。体积大小是一方面，更关键在于对样品磁性质的限制，故应用面不大，市占率不高。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "半内透镜模式：物镜对样品仓泄漏部分磁场，小工作距离时样品进入物镜泄漏的磁场，大工作距离样品远离物镜磁场。该透镜模式兼顾了外透镜和内透镜模式的优、缺点。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "目前外透镜及半内透镜模式是高分辨扫描电镜的两类主力机型。主流的观点认为: 外透镜模式适合磁性材料观察，半内透镜模式适合样品的高分辨观察。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "通过对物质的磁性及物镜类型的仔细剖析发现，这种观念显得过于简单和偏颇。其存在的根源是基于两个错误概念：/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "1. 小工作距离才能获得高分辨像，并引伸为是进行扫描 电镜高分辨测试的基本选择。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "2. 磁性材料才有磁性，且一定会被半内透镜物镜所磁化。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "在样品的测试工作中，常常发现实际情况却是如下表现。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "样品被磁化：无论哪种物镜模式都不会获得满意的结果。电子束都会被干扰，也都有可能被吸到物镜中去。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "样品未被磁化：理论上外透镜物镜模式对样品进行测试可不受限制；半内透镜物镜模式，样品需在大工作距离下测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "工作距离和图像分辨力之间并非是一种单调的变化关系。需要获取的样品表面信息细节大于20纳米，采用大工作距离、样品仓探头组合反而有更高的图像分辨力。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "顺磁性、铁磁性物质的表面细节都较粗，在大工作距离下测试，获得的结果更充分，细节分辨更优异。因此这类样品更适合在大工作距离下采用样品仓探头来观察。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "近几篇文章都在反复且充分的展示这样的结果：大工作距离测试对于扫描电镜来说极为关键。它不仅能给我们带来更多的样品信息，还充分扩展了应对疑难样品的操作空间。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "特别是对于磁性较强的样品，扫描电镜在大工作距离测试时的分辨能力越强大，获取的样品表面信息就越充分。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "参考书籍：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "华南理工出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "《微分析物理及其应用》 丁泽军等 2009年1月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "中科大出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "人民出版社 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "《显微传》 章效峰 2015年10月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 " 清华大学出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "日立S-4800冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "北京天美高新科学仪器有限公司 高敞 2013年6月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 80px height: 124px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3f96819c-185b-42ce-b06e-a5d9445545c0.jpg" title="111.jpg" alt="111.jpg" width="80" height="124" border="0" vspace="0"/strong作者简介：/strong林中清，1987年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累，渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论，使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案，在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破，其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 2em "span style="font-family: 微软雅黑 "延伸阅读：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200714/553843.shtml" target="_self" style="text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 font-size: 16px color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 font-size: 16px color: rgb(0, 176, 240) "扫描电镜工作距离与探头的选择（上）——安徽大学林中清32载经验谈（10）/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200616/551389.shtml" target="_self" style="font-family: 微软雅黑 text-indent: 2em font-size: 16px color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑 text-indent: 2em font-size: 16px color: rgb(0, 176, 240) "扫描电镜工作距离与探头的选择（上）——安徽大学林中清32载经验谈（9）/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-bottom: 15px "span style="font-size: 16px font-family: 微软雅黑 "/span/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "span style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200515/538555.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "如何正确选择扫描电镜加速电压和束流 ——安徽大学林中清32载经验谈（8）/a/span/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200414/536016.shtml" target="_self" style="text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em "扫描电镜操作实战技能宝典——安徽大学林中清32载经验谈（7） /span/a/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200318/534104.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 "扫描电镜的探头新解——安徽大学林中清32载经验谈（6）/span/aspan style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration-line: underline font-family: 微软雅黑 " /span/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200218/522167.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 "二次电子和背散射电子的疑问（下）——安徽大学林中清32载经验谈（5）/span/aspan style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration-line: underline font-family: 微软雅黑 " /span/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200114/520618.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 "二次电子和背散射电子的疑问[上]-安徽大学林中清32载经验谈（4）/span/aspan style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration-line: underline font-family: 微软雅黑 " /span/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191224/519513.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 "电子枪与电磁透镜的另类解析——安徽大学林中清32载经验谈（3） /span/a/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191126/517778.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "span style="margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 "扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈（2） /span/a/pp style="margin-top: 0em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-indent: 2em margin-bottom: 15px "span style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191029/515692.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 text-decoration: underline "扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈/a/span/p

智能数字磁通计 数字磁通计 智能磁通计 型号ZRX-15484可对磁性材料进行检测SHT-HT707智能数字磁通计是由单片机控制，利用电子积分原理、用液晶显示屏显示被测磁通量大小的仪器。 可对磁性材料进行检测，不仅可测量磁通量值还可以对磁性产品的性能进行直接检测，从而达到控制产品质量的目的。 本磁通计显示清晰，操作方便，是磁通测量的理想工具。 技术指标 量程范围：0-1 mWb、0-10 mWb、0-100 mWb、0-1000 mWb 基本误差：±1% 测定数值：Ф磁通量：mwb B磁场强度：mT、Gs(适用于通过单线圈测定剩余磁感应强度) M磁化强度：KA/m、mT、Gs(适用于通过亥姆霍兹线圈测定剩余磁感应强度) 功 能：可同时显示当前值和峰值；有分选功能；根据表头指示调节漂移简单方便 分辨率：0.1 μWb、1 μWb、10 μWb、100 μWb 漂 移：0.1 μWb /30S 输入阻抗：1 kΩ 、10 kΩ 、100 kΩ 、1000 kΩ 显示方式：字符型背光显示屏，5位数字 环境温度：5℃-40℃ 预热时间： 15 分钟。 相对湿度：20%-80%（无凝露） 供电电源：220VAC 50Hz 外型尺寸：300mm× 470mm×150mm(长*宽*高) 仪器重量：2.6 kg

p　　据了解，近日，中科院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所专家在六价铬污染治理的基础研究方面取得重要进展，能够在水体和土壤中实现重金属的磁回收，具有广泛的应用前景。/pp　　该项目由中科院合肥物质科学研究院技术生物所的吴正岩研究员课题组完成，相关成果已被美国化学会核心期刊《朗缪尔》(Langmuir)接收发表，该期刊以诺贝尔奖得主、美国著名物理化学家欧文· 朗缪尔命名，是表面科学界著名刊物。/pp　　据了解，六价铬是土壤和水体中最为典型的重金属污染物之一，能够引起一系列疾病。然而由于分离回收困难，土壤中六价铬污染治理仍缺乏有效手段，迫切需要发展一种可高效去除土壤中六价铬的方法。/pp　　吴正岩介绍，课题组利用氧化石墨烯、四氧化三铁等制备出一种磁性复合纳米材料，该材料不仅能够高效吸附六价铬，将其还原成三价铬，而且能够在水体和土壤中实现磁回收。/pp　　“此前利用黏土、生物炭等天然材料复配的修复技术虽然能够抓取重金属，但无法移除，而本项研究的磁回收功能是最大亮点。”吴正岩说，该材料环境友好、性能稳定、制备方法简单，具有较高的应用价值。/p

美国仁斯里尔工业学院12月8日宣布，研究人员成功地将直径为1纳米至10纳米的钴纳米结构团镶嵌于多层碳纳米管中，开发出了一种检测纳米材料磁性特征的新方法。　　在经过一系列实验之后，研究人员最终确定，他们获得的由钴纳米材料和碳纳米管组成的混合结构具有足够的导电性灵敏度，可用来探测钴纳米结构这样微小的磁性材料的磁行为。据悉，这是研究人员首次展示利用独立的碳纳米管实现探测微小磁性材料磁场的技术。相关报道刊登在新出版的《纳米快报》上。　　当人们常见的材料小到纳米级时，它们展示出了有趣和有用的新特征。纳米技术面临的一个重要的挑战就是要了解这些新特征，即特性的变化。磁性材料的磁性变化同材料本身的尺寸大小变化密切相关，过去纳米材料磁性变化的难以测量影响了人们对该课题的深入研究。　　“由于在我们的混合材料中，钴纳米结构团是镶嵌在碳纳米管中而不是在其表面上，因此它们不会引起电子散射，从而不会影响碳纳米管宿主的传导特性。”仁斯里尔工业学院物理、应用物理和天文系助理教授兼研究带头人斯瓦斯迪克卡尔表示，“从根本上讲，这种混合纳米结构属于一类新的磁性材料。”　　同系副教授萨偌吉纳亚克认为，这种新的混合纳米结构不仅为基础和应用物理研究开创了新方法，而且还有望帮助人们利用磁性自由度，为增加碳纳米管电学功能铺平道路。该混合结构的潜在应用包括新型纳米级导电传感器、新的电子存储器件、自旋电子器件和人体定向药物微型输送器组件等。

美国麻省理工学院物理学家在单原子薄材料中发现了一种奇异的“多铁性”状态。他们的观察首次证实了多铁性可存在于完美的二维材料中。发表在最新一期《自然》杂志上的这一发现，为开发更小、更快、更高效的数据存储设备铺平了道路，这些设备由超薄的多铁性比特和其他新的纳米级结构组成。　　研究作者、麻省理工学院物理学教授努格迪克称，二维材料就像乐高积木，不同组合会出现百变形状。“现在我们有了一个新的乐高积木：单层多铁体，它可与其他材料堆叠在一起，诱导出有趣的特性。”　　实验证实，碘化镍在其二维形式中是多铁性的。更重要的是，这项研究首次证明了多铁有序可存在于二维中，这是构建纳米级多铁存储位的理想维度。　　在材料科学中，“多铁性”指的是材料电子中任何属性在外场下的集体转换，如它们的电荷或磁自旋方向。材料可以表现为几种铁性状态中的一种。例如，铁磁材料是电子自旋集体沿着磁场方向排列的材料，就像向日葵向着太阳转一样。同样地，铁电材料由自动与电场对齐的电子电荷组成。　　在大多数情况下，材料要么是铁电性的，要么是铁磁性的。它们很少能同时体现这两种状态。“这种组合非常罕见，”研究作者之一里卡多科明教授说。“即使对整个元素周期表都不加限制，也不会有太多这样的多铁材料生产出来。”　　但最近几年，科学家们在实验室里以奇特的耦合方式合成了表现出多铁性的材料，既表现为铁电体，又表现为铁磁体。电子的磁自旋不仅可受磁场影响，还可受电场影响。　　这种耦合的多铁性状态令研究人员十分兴奋，因为它具有开发磁性数据存储设备的潜力。在传统的磁性硬盘驱动器中，数据被写入快速旋转的磁盘上，磁盘上刻有微小的磁性材料域。悬浮在磁盘上的一个小尖端会产生一个磁场，它可以共同将域的电子自旋切换到一个方向或另一个方向，以表示编码数据的基本“位”——“0”或“1”。　　尖端的磁场通常是由电流产生的，这需要大量的能量，其中一些能量可能会以热的形式损失。除了硬盘过热外，电流产生磁场和切换磁位的速度也有限制。科明和努格迪克等物理学家认为，如果这些磁性比特可由多铁性材料制成，它们就可使用更快、更节能的电场而不是电流感应磁场来切换。如果使用电场，写入比特的过程将会快得多，因为在电路中可在几分之一纳秒内产生场，这可能比使用电流快数百倍。

二维铁磁材料因其薄层结构和独特的物理特性，在电子、自旋电子学和磁性存储等领域具有广泛的应用潜力。这些材料的研究对于推动相关技术的发展至关重要。低温强场微区激光克尔显微成像系统在研究二维铁磁材料时具有独特的优势。近日，山西师范大学的许小红教授和薛武红教授合作，利用致真自主研发的低温强场微区激光克尔显微成像系统进行实验研究，报道了二维铁磁Cr5Te8材料的亚毫米级可控制备，并发现该材料具有畴壁成核控制的磁化反转过程和非单调磁场相关的磁电阻，研究成果以“Controlled Growth of Submillimeter-ScaleCr5Te8 Nanosheets and the Domain-wall Nucleation Governed Magnetization Reversal Process”为题，在国际顶级期刊Nano Letters（SCI一区TOP，影响因子：10.8）上发表。论文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c04200亚毫米级二维Cr5Te8及其磁畴演化和非单调磁电阻低温强场微区激光克尔显微成像系统对该研究助力具体表现在：1. 磁化反转过程的直接观察：高分辨率的克尔显微镜结合真空制冷台，对Cr5Te8纳米片的磁化过程进行了全面的研究。通过首先用大磁场饱和样品的一个方向，然后施加相反方向的磁场，观察到了磁化反转的详细过程。2. 磁畴结构和演化的分析：克尔显微镜用于捕捉Cr5Te8纳米片的磁畴演化过程，包括磁畴壁的传播。文章中指出，通过逐步增加磁场，清晰地捕捉到了磁化反转过程中的磁畴壁传播。3. 磁畴壁传播的最小场强确定：通过克尔显微镜的观察，确定了在样品中磁畴壁传播所需的最小场强大约是30-45 mT，无论是对于两个磁化方向中的哪一个。4. 磁化反转机制的理解：克尔显微镜的观察结果揭示了磁畴壁成核在控制磁化反转过程中的主导作用，这为优化相关设备的性能（如效率、稳定性等）提供了重要的参考。6. 温度依赖性研究：通过在不同温度下使用克尔显微镜，研究了Cr5Te8纳米片的磁化过程随温度变化的行为，发现了居里温度（Curie temperature, TC）随样品厚度变化的倾向。低温强场微区激光克尔显微成像系统是研究Cr5Te8纳米片磁化过程、磁畴结构和演化、以及磁化反转机制的关键工具，为深入理解材料的磁性能和优化磁电子器件的性能提供了重要的实验数据和见解。二维铁磁材料磁性能表征利器低温强场微区激光克尔显微成像系统，能够将高分辨率磁畴成像与高精度磁滞回线扫描结合，常温垂直强磁场(1.4 T)与面内强磁场(1 T)；样品处温度范围:5K-420 K,温度稳定性±50 mK；激光功率可调；磁铁及样品托采用滑道设计，方便不同需求测试的切换；预留扩展接口，将磁场及低温环境平台化，方便兼容其他类型的光学测试；运用差分放大和锁相技术可实现二维材料磁性的精确探测；适用于自旋器件或微米尺寸材料的磁性精确测量，集电学、磁学、光学、变温测试于一身，是专为二维磁性材料研究打造的专家级科研设备。微米级光斑和精确定位在样品待测区域,实现微区的磁滞回线精确探测弱磁薄膜测试结果对比致真激光克尔显微镜测试结果↑↑↑某国际顶尖公司产线级设备测试结果↑↑↑研究背景：以电子自旋为主要信息载体的自旋电子器件具有体积小、速度快、功耗低等优势，是后摩尔时代信息存储器件的有力竞争者。特别是，二维磁性材料的发现为构建新功能的磁电子器件提供了材料基础。二维磁性材料在原子层厚度依然保持长程磁序，具有表面无悬挂键、弱层间耦合、可进行“原子乐高”功能异质集成、易于调控等优势，在高密度磁信息存储和自旋电子学领域具有重要应用前景，成为国际上的前沿热点。然而，二维磁性材料目前存在居里温度较低、环境不稳定、难以大尺寸可控制备等困难，极大地限制了其应用和发展。因此，探索稳定性更好的新型二维磁性材料，并用简便、经济可控的方法实现其大尺寸超薄制备，对于推动二维磁性材料的应用具有重要的意义与价值。此外，磁性二维材料的磁畴及其演变能够为相关器件的性能优化提供重要参考。结论：基于此，该团队开发了一种简单、经济、可扩展、氢修饰的化学气相沉积方法，可控合成了亚毫米级超薄高质量Cr5Te8磁性纳米片。值得一提的是，纳米片横向尺寸最大可达450μm、空气稳定性好且居里温度较高。此外，通过对Cr5Te8纳米片的磁畴演化的直接观察，揭示了畴壁成核在控制磁化逆转过程中的主导作用。有趣的是，Cr5Te8纳米片表现出非单调磁电阻特性。该工作在CVD法制备大尺寸二维磁性材料领域实现了重要突破，为在二维尺度理解和调控磁相关性质提供了理想平台，有望推动二维磁性材料在自旋电子学器件中的应用和发展。致真精密仪器拥有核心专利四十余项，研发的多款产品曾多次助力国内优秀的科研工作者取得高水平科研成果。我们拥有一支专业且经验丰富的研发、销售、技术支持和本地化服务的团队，团队中大多数人员为高学历专业硕博人才，致力于为先进材料科学与技术创新领域的科研及企业客户提供个性化、专业化的产品、服务和整体解决方案，让先进材料领域的科研与创新更加简单、高效。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。

2023年1月，备受业界关注的2022年“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖典礼在京隆重举行，评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”5名。中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网联合采访了“朱良漪分析仪器创新奖”获得者，倾听了解他们的获奖感受、研发过程以及今后的研究方向。　　中国水产科学研究院吴立冬研究员获得2022年“朱良漪分析仪器创新奖”之“青年创新奖”，获奖成果是“基于磁分离和场效应晶体管芯片的快速检测整套解决方案”。基于此，仪器信息网与吴博士就其研制成果进行了深入交流。中国水产科学研究院 吴立冬研究员　　仪器信息网：请重点介绍下此次获奖成果的研发背景和初衷，成果实现的主要创新突破以及当前的产业化情况，未来的市场前景等。　　吴立冬：目前，液相色谱串联质谱、荧光光谱等仪器能够满足靶标物精准定量分析，但是这些仪器价格昂贵、体积大、需要专业人员操作不能满足市县级快速筛查食品危害物的需求。针对市县及以下检测场景，迫切需要开发自动化微型化快速检测平台来填补危害物检测“最后一公里”的空白。我们走访了四川、湖北等省市级检验实验室，发现液相色谱-串联质谱等大型仪器比较齐全，但缺乏精通前处理操作的专业人员。而市县一级批发市场和农贸市场不仅缺乏专业操作人员而且经费有限，因此亟需自动化前处理和快速廉价的检测用传感平台来满足日常检测需求。　　为更好保障“舌尖上的安全”，我们系统分析当代前处理技术的优缺点，选择了易于自动化的“磁控”技术为研究重点。首先我们拟合成超顺磁的磁性材料，2018年我从麻省理工学院回来后，立即带领学生一起开展磁性材料的合成工作。在阅读上百篇文献后，我们制定了化学合成磁珠的技术路线，在技术路线中我们综合考虑了反应物是否易燃易爆、化学试剂成本及国产试剂是否能够满足要求等因素，最终全部选择成本低廉的国产试剂预防未来进口原料被限制，实现完全国产化。实验初期，6个小型油浴锅同时开动，早中晚共进行18次反应加速进行反应条件优化，筛选了氨水、苯胺、萘胺等十几种反应物，对比了麦克林、阿拉丁等主要厂家产品得到磁珠的磁性强弱、颜色深浅、悬浮时长及贴壁速度等众多参数，最终确定了小试条件。　　随后平行制备了多个批次样品，每个月跑数十个厂家希望对方能帮忙进行样品测试，评价我们新研制的磁性材料是否能够满足对方快速提取的要求。在经过无数次碰壁后，逐渐找到了志同道合的合作伙伴，小试样品不仅满足对方需求还优于进口的磁性材料。接下来必须进行中试放大才能满足企业生产的需求，我们由小试40mL反应体积扩大为中试20L反应体积，放大了近500倍。6个反应釜每天同时反应，加样和回收磁性材料的过程一下变成了体力劳动，中试一个月左右体重减少10斤，肌肉力量明显增强，动作更加灵活头脑更加清晰。经过跟企业的联合评估，硅基修饰磁珠满足了对方核酸快速提取的要求，能够用来快速检测水产品中副溶血性弧菌等致病菌。在此基础上，我们在磁珠表面通过点击化学反应修饰了多种官能团，使得我们制备的磁性材料不仅能够快速分离核酸、抗体和细胞而且能够快速富集孔雀石绿、重金属和微塑料，实现了小分子化合物、生物大分子到微球的快速分离富集。磁性分离材料与微型化磁分离装置配合，实现了自动化高通量分离靶标物。磁分离平台克服了传统的固相微萃取(SPE)自动化程度低、难以小型化的缺点，与快速检测传感平台联合使用，易于推广使用。　　磁分离与磁控传感联用平台为现场快速检测提供了新的选择，磁性分离材料在靶标物快速分离富集领域应用前景广阔，可与传统色谱仪、质谱仪、光谱仪联用，实现自动化高通量样品处理，提高检测效率，减少人为操作对检测结果的影响，适用于医院检测、环境检测等样品量大的第三方实验室。磁分离装置与快速检测平台联用，适用于批发市场及农贸市场等缺乏操作人员的初级实验室。此外，磁性材料还可以用于磁控开关及磁控机器人等未来应用场景。　　仪器信息网：您如何看待自主技术创新、成果转化相关产业的发展?　　吴立冬：我们与数十家公司的沟通经验告诉我们，目前的科研单位的自主技术创新与具有销售能力的企业创新存在着一个日渐缩小的鸿沟。现阶段，自主技术创新与企业成果转化存在着难以调和的矛盾，首先科研单位的自主创新难以按照企业的生产流程的技术瓶颈来开展创新性技术研究，而新的技术进入企业生产流程需要企业重新报备耗费大量人力物力，企业对新的产线有需求而对科研单位的微创新没有迫切的需求。如果想提高自主技术创新的转化率，需要科研单位在微创新之前与产业单位、相关学会一起制定切实可行的方案，建立产业转化经理人制度，才能逐渐将科研单位的自主技术创新完美与企业现实需求匹配，提高国家投入经费对产业的贡献率。　　仪器信息网：对于此次获奖您有何感受?您认为“朱良漪分析仪器创新奖”将给青年人带来怎样的影响?　　此次获奖更多的感受是感谢与感恩。非常感谢中国仪器仪表学会对我们工作的认可，感谢中国水产科学研究院的相关领导和同事对我们科研工作的支持，感谢前辈学者对我们后辈的提携，感谢专家和企业对磁性分离和快速检测这个领域的看好。感恩家人对我们工作的大力支持，有了你们的支持我才能够为分析仪器领域贡献绵薄之力。　　朱良漪分析仪器创新奖为年轻人提供了一个新的平台，让我们年轻人可以通过学会这个大家庭跟前辈同行进行深度学习，与企业大咖进行零距离沟通，使得成果能够飞秒速度转化给最需要的企业，共同推进分析仪器的现代化进程。　　仪器信息网：后续您还将开展哪些创新工作?　　后续我们将继续丰富磁性分离材料的种类，满足更多元的应用场景。与合作企业共同微型化提取仪器，缩小磁控场效应晶体管的尺寸，不断提高检测通量。把现有10nm磁性材料形貌做的更加规整，表面官能团更加可控，将纳米磁性材料至于细胞内，将胞内靶标物的检测灵敏度提高1到2个数量级。

近期，中科院合肥研究院强磁场中心盛志高研究员课题组与中国科学技术大学张振宇教授等人合作，成功研发了一种新型二维同质偏置器件。与三维同类器件相比，该二维偏置器件具有无老化、可延长、可恢复等特点，不仅为低维磁性器件设计和交换偏置效应机理的研究提供了新思路，且有望成为二维电子技术与装备中的核心磁性元器件。相关研究成果发表在国际期刊先进材料(Advanced Materials)上，并申请了发明专利。 　　二维范德瓦尔斯磁性材料，因其层状结构、无悬键表面、强磁各向异性等特性，为基础磁性研究和低维磁性器件开发提供了极佳的平台。但弱的层间耦合作用，极大限制了二维磁性材料的功能器件应用。因此，如何有效通过界面工程，实现强的磁交换作用(如交换偏置效应，ExB)，已成为构建二维磁性器件的关键科学问题之一。 　　针对这一问题，盛志高课题组经过大量材料筛选与技术探索，最终发现通过单轴压力技术，可以将具有铁磁基态的二维铁锗碲(Fe3GeTe2)材料诱导成为具有铁磁-反铁磁共存的材料同质、磁性异质结构，且发现该结构具有实用级的交换偏置效应。这一压力诱导相变被磁光测试、高分辨透射电子显微镜测试、及第一性原理计算证实。由于该材料同质、磁性异质结构的铁磁-反铁磁耦合发生在同质结内部，其原子级平滑的磁界面使其交换偏置效应展现出无老化(non-aging)、可延长(extendable)，可恢复(rechargeable)等三维器件中不存在的优良特性。这一结果为设计和开发高性能二维磁性器件开辟了一条新的途径，其优异的交换偏置特性为二维磁性器件的有效应用提供了机遇。 　　强磁场中心盛志高研究员和中国科学技术大学张振宇教授为本文的共同通讯作者。山西师范大学许小红团队，中科院合肥研究院固体所罗轩、强磁场中心孙玉平团队共同参与此项课题研究。该项研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省实验室方向基金、中科院合肥研究院院长基金、以及国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”(SHMFF)的支持。图1：(a)单轴加压处理后诱导FGT磁转变的示意图；(b)加压后FGT的磁光现象；(c)FGT无老化、可延长、可恢复的交换偏置效应示意图

X P S为了提高XPS的检测灵敏度，高端的XPS往往会采用磁透镜技术来增加XPS的光电子的采集效率。但是如果样品本身具有磁性，磁性样品的磁场就会与磁透镜发生相互作用，干扰光电子的收集，因此也可关闭磁透镜，仅使用静电透镜模式进行XPS分析。但什么样品才是XPS测试中需要注意的磁性样品呢？首先我们需要了解一下磁性样品的分类。 磁性样品分类 在XPS测试中所指的磁性样品通常是指永磁材料，而对于软磁材料我们只需要注意样品的固定即可正常测试。在这里分享一个简单的方法判断测试的样品是不是永磁体？ 注意！一定要用没有磁性的软磁材料（曲别针、大头针），不可以用永磁体！！！ 永磁材料的XPS测试对于永磁材料，由于本身具有磁场，因此永磁材料在磁透镜中的情况存在如下情况 （a）永磁体材料的磁场方向与磁透镜一致，对光电子的收集有增强作用（b）永磁体材料的磁场方向与磁透镜相反，对光电子的收集有减弱的作用（c） 永磁体的杂散磁场将导致光电子的运动轨迹发生偏转，散焦而XPS不开启磁透镜，只使用静电透镜模式，测试时光电子的运动轨迹则是受样品本身的磁场情况影响，可能会使光电子的信号减弱。静电透镜模式测试时，不改变光电子的出射方向，因此测试的灵敏度较低。而岛津XPS具有最高600W的X射线源，可以弥补静电透镜下灵敏度的不足，获得信噪比极佳的测试结果。上海交通大学使用岛津XPS完成了镝代钕铁硼的XPS表征工作。使用静电透镜模式，成功完成了(Nd1-xDyx)2Fe14B (x=0,0.2,0.4,0.6,0.75,0.88) 中钕和镝的定性定量分析。[1] 软磁材料的XPS测试使用岛津XPS分析两种状态的软磁性材料：粉状镍基粉末、板状镀锡钢板，为避免样品在磁透镜作用下可能发生移动，粉末制样以量少为宜，板状材料则应将其通过螺丝、铜片等机械夹具固定在样品条上进行制样。在磁透镜模式下，对上述样品进行全谱和各元素的精细谱分析，可以得到粉末样中主要含有Ni、O、C元素，还含有少量N、Ca、Na等元素。，Ni元素主要由单质Ni（Ni1，852.01 eV）和Ni2O3（Ni3，861.05 eV）组成，此外还含有少量二价Ni成分（Ni2，855.56 eV）。图1.磁透镜模式下Ni2p精细谱图[2] 镍基粉末样品表面元素相对含量如下： 对板状镀锡钢板也同样能够得到上述的定性及定量的分析结果。此外由于岛津XPS具有最高600W的X射线源，对于只使用静电透镜模式的XPS测试，如下图所示，仍然能够获得信噪比很好的结果。 图2蓝色为磁透镜模式的板状锡钢板全谱，红色为静电模式全谱 课后小结：对于软磁材料，请固定好样品，使用磁透镜模式，对样品进行定性、定量分析。对于永磁材料（如钕铁硼体系等），建议采用静电透镜模式进行，而岛津X射线高功率（最高达600W）的配置可以弥补静电透镜下灵敏度的不足，仍然能够获得信噪比极好的结果，有利于磁性样品的分析。 [1] Wang, J., Yang, B., Liang, L., Sun, L.-min, Zhang, L.-ting, & Hirano, S.-ichi. (2015). Electronic structure of the (ND1−xDyx)2Fe14B (0 ≤ x ≤ 1) system studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy. AIP Advances, 5(9), 097206.[2] 岛津XPS技术表征磁性材料 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

研究背景纳米氧化铁在催化、药物传递、光吸收材料等前沿研究中扮演者不可或缺的角色。纳米氧化铁的尺寸大小和粒径分布对材料性能表现非常重要。因此，高效制备一系列小粒径（＜10 nm）且平均粒径均一的纳米氧化铁颗粒变得尤为重要。康宁反应器印度团队与印度国家理工学院的研究人员合作，使用康宁微反应器合成氧化铁纳米颗粒（NPs），研究了不同操作参数对获得的NP特性的影响。氧化铁NPs的合成基于使用硝酸铁（III）前体和氢氧化钠作为还原剂的共沉淀和还原反应。使用透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱和X射线衍（XRD）分析对氧化铁纳米颗粒进行了表征。简介近年来，由于在磁存储设备、生物技术、水净化和生物医学应用领域的广泛应用，如热疗、化疗、磁共振诊断成像、磁感染和药物递送等，对高效合成磁性氧化铁NP的兴趣显著增加。该工作涉及使用Corning AFR微通道反应器通过共沉淀和还原法合成胶体氧化铁纳米颗粒，氧化铁纳米颗粒的XRD和TEM分析分别证实了其晶体性质和纳米尺寸范围。另外使用电子自旋共振光谱研究了氧化铁纳米颗粒的磁性，康宁微通道反应器制备的氧化铁纳米颗粒表现出超顺磁性行为。结果和讨论一. 氧化铁纳米颗粒形成的反应原理1.控制两个反应器中氧化铁纳米颗粒形成的总沉淀还原反应如下：2.随后，按照以下反应生成氧化铁：二. 共沉淀和还原反应生成氧化铁纳米颗粒共沉淀和还原反应是获得氧化铁纳米颗粒的最简单和最有效的化学途径。在通过反应器的过程中，九水合硝酸铁（III）被氢氧化钠还原，形成还原铁，随后稳定为氧化铁纳米颗粒。图1. AFR实验装置表1 康宁微反应器中的操作条件和结果在康宁AFR反应器中，氧化铁（磁铁矿Fe3O4或磁铁矿γ-Fe2O3）在室温下将碱水溶液添加到亚铁盐和铁盐混合物中形成。在反应器中，由于铁还原加速而形成黄棕色沉淀物，得到胶体氧化铁纳米颗粒如图1所示。在AFR反应器中合成氧化铁纳米颗粒的实验条件Fe(NO₃ )₃ 9H₂ O和NaOH溶液的流速在20- 60 ml/h。对于所有实验，还原剂与前体的摩尔比保持恒定为1:1。图2. 在AFR中具有不同流量的氧化铁np的紫外吸收光谱&trade .实验显示了在AFR反应器中不同流速所对应的结果：在CTAB表面活性剂存在下获得的λ最大值在480和490 nm之间；AFR中的心形设计使混合更佳；氧化铁NP的平均粒径通常随着流速的增加而减小，在50 ml/h的流速下获得最小粒径。在60和50 ml/h的较高流速下，分别观察到窄PSD超过6.77&minus 29.39 nm和3.76&minus 18.92 nm，如图3和表1所示；另一方面，在20 ml/h的较低流速下，在10.1&minus 43.82 nm，如图5和表1所示。从图5B所示的数据也可以确定，由于纳米粒子的引发和成核在50 ml/h下比在60 ml/h时发生得更快。因为颗粒大小取决于纳米粒子在反应器中的成核过程和停留时间，这也通过图5所示的TEM图像得到证实，图5显示制备的颗粒大小在2~8nm；图3所示数据&minus 对于表1中报告的PSD和平均粒径，可以确定粒径随着进料流速的增加而减小，这归因于较低的停留时间。在反应器中的较大停留时间（较低流速）为颗粒的团聚和晶体生长提供了更多的时间，从而获取更大的颗粒尺寸。图4A、B所示的TEM图像也证实。图3. 不同流速下氧化铁纳米颗粒的粒度分布（PSD）图4：50 ml/h的微反应器中合成的氧化铁纳米颗粒的透射电子显微镜图像图5：（A，B）使用CTAB作为表面活性剂在AFR中合成的氧化铁NP的TEM图像。总结通过共沉淀还原方法，在Corning AFR微通道设备中成功制备了稳定的胶体氧化铁纳米颗粒；流速即反应停留时间和混合模式的差异对所获得的氧化铁NP的粒度和PSD有显著影响，这反过来也影响材料稳定性和磁性；CTAB的使用，有助于合成稳定的氧化铁NP；反应流速是决定NP的平均粒径以及粒径分布的关键参数。氧化铁NP的平均粒径随着反应物流速的增加而减小；通过ESR光谱分析和基于使用永磁体的研究证实，制备的氧化铁NP表现出超顺磁性行为。总的来说，当前的工作证明了使用康宁微通道反应器，合成了更小更均一粒径的磁性氧化铁纳米颗粒。这项研究为后续其它纳米科学相关领域的研究提供里有效的实验支持和指导。参考文献：Green Process Synth 2018 7: 1–11

今年1月，三星电子在学术期刊 Nature 上发表了全球基于 MRAM（磁性随机存储器）的存内计算研究。存内计算由于毋需数据在存储器和处理器间移动，大大降低了 AI 计算的功耗，被视作边缘 AI 计算的一项前沿研究。三星电子的研究团队通过构建新的 MRAM 阵列结构，用基于 28 nm CMOS 工艺的 MRAM 阵列芯片运行了手写数字识别和人脸检测等 AI 算法，准确率分别为 98% 和 93%。研究人员表示，MRAM 芯片应用于 in-memory computing（内存内计算）电脑，十分适合进行神经网络运算等，因为这种计算架构与大脑神经元网络较为相似。 MRAM 器件在操作速度、耐用性和量产等方面具有优势，但其较低的电阻使 MRAM 存储器在传统的存内计算架构中无法达到低功耗要求。在本篇论文中，三星电子的研究人员构建了一种基于 MRAM 的新存内计算架构，了这一空白，这是MRAM研究的又一新突破。 近期，国内的众多课题组也在MRAM研究上取得了许多重量的工作。例如北航的赵巍胜课题组在2020年发表在APL上的——具有垂直各向异性的氦离子辐照W-CoFeB-MgO Hall bars中的自旋轨道矩(SOT)驱动的多层转换一文中，运用了特的氦离子辐照技术对W(4 nm)/CoFeB (0.6 nm)/MgO (2 nm)/Ta (3 nm)多层膜进行了结构的调控，通过对调控前后以及过程中磁学和电学性质变化的研究，表明这种使用离子辐照调控多层电阻的方法在实现神经形态和记忆电阻器件领域显示出巨大的潜力。图中Kerr 图像显示了 SOT 诱导的磁化转换过程中Hall bars电流的增加，白色虚线表示纵向电流线和横向电压线。红色方框对应于氦离子辐照区域。（ii） 和 （iv） 中的黄色箭头代表畴壁运动的方向。 离子辐照除了在MRAM研究领域小试牛刀外，在斯格明子的研究中也令人眼前一亮。 法国自旋电子中心(SPINTEC) 和法国Spin-Ion公司合作发表在NanoLetters上的一篇文章，题目为：氦离子辐照让磁性斯格明子“走上正轨”。文中指出，氦离子辐照可被用于在“赛道上”“创造”和“引导”斯格明子，文章证明了氦离子辐照带来的垂直磁各向异性和DMI的变小，可导致稳定的孤立斯格明子的形成。图中红色轨道尺寸为6000×150 nm2，间距为300 nm，用氦离子辐照的区域。图中显示了氦离子辐照的红色轨道区域不同磁场下的MFM图像。 以上两篇文章采用的离子辐照设备来自法国Spin-Ion公司。法国Spin-Ion公司于2017年成立，源自法国研究中心/巴黎-萨克雷大学的知名课题组。Spin-Ion公司采用Ravelosona博士的创新技术，在磁性材料的离子束工艺方面有20年的经验，拥有4项和40多篇发表文章。Spin-Ion公司推出的产品——可用于多种磁性研究的离子辐照磁性精细调控系统Helium-S，可通过紧凑和快速的氦离子束设备控制原子间的位移。该设备使用特有的离子束技术在原子尺度上加工材料，可通过离子束工艺来调控薄膜和异质结构。目前全球已有20多家科研和工业的用户以及合作伙伴使用该技术。2020年Spin-Ion公司在中国也已安装了套系统，Helium-S有的技术能力正吸引来自相关科研圈和工业领域越来越多的关注。 产品主要应用领域：磁性随机存储器(MRAM)：自旋转移矩磁性随机存储(STT-MRAM), 自旋轨道矩磁性随机存储(SOT-MRAM), 磁畴壁磁性随机存储(DW-MRAM)等自旋电子学：斯格明子，磁性隧道结，磁传感器等磁学相关：磁性氧化物，多铁性材料等其他：薄膜改性，芯片加工，仿神经器件，逻辑器件等 产品特点：● 可通过紧凑和快速的氦离子束设备控制原子间的位移，通过氦离子辐照可调控磁性薄膜或晶圆的磁学性质。● 可提供能量范围为1-30 keV的He+离子束● 采用创新的电子回旋共振（ECR）离子源● 可对25毫米的试样进行快速的均匀辐照（如几分钟）● 超紧凑的设计，节省实验空间● 也与现有的超高真空设备互联 测试数据：调控界面各向异性性质和DMI 低电流诱发的SOT转换获取 控制斯格明子和磁畴壁的动态变化 用户单位 已经购买该设备的国内外用户单位：University of California San Diego (USA)University of California Davis (USA)New York University (USA)Georgetown University (USA)Northwestern University (USA)University of Lorraine (France)SPINTEC Grenoble (France)University of Cambridge (UK)University of Manchester (UK)Beihang University (China)Nanyang Technological University and A*STAR (Singapore)University of Gothenburg (Sweden)Western Digital (USA)IBM (USA)Singulus Technologies (Germany) 文章列表：[1]. Tailoring magnetism by light-ion irradiation, J Fassbender, D Ravelosona, Y Samson, Journal of Physics D: Applied Physics 37 (2004)[2]. Ordering intermetallic alloys by ion irradiation: A way to tailor magnetic media, H Bernas & D Ravelosona, Physical review letters 91, 077203 (2003)[3]. Influence of ion irradiation on switching field and switching field distribution in arrays of Co/Pd-based bit pattern media, T Hauet & D Ravelosona, Applied Physics Letters 98, 172506 (2011)[4]. Ferromagnetic resonance study of Co/Pd/Co/Ni multilayers with perpendicular anisotropy irradiated with helium ions, J-M.Beaujour & A.D. Kent & D.Ravelosona &E.Fullerton, Journal of Applied Physics 109, 033917 (2011)[5]. Irradiation-induced tailoring of the magnetism of CoFeB/MgO ultrathin films, T Devolder & D Ravelosona, Journal of Applied Physics 113, 203912 (2013)[6]. Controlling magnetic domain wall motion in the creep regime in He-irradiated CoFeB/MgO films with perpendicular anisotropy, L.Herrera Diez & D.Ravelosona, Applied Physics Letter 107, 032401 (2015)[7]. Measuring the Magnetic Moment Density in Patterned Ultrathin Ferromagnets with Submicrometer Resolution, T.Hingant & D.Ravelosona & V.Jacques, Physical Review Applied 4, 014003 (2015)[8]. Suppression of all-optical switching in He+ irradiated Co/Pt multilayers: influence of the domain-wall energy, M El Hadri & S Mangin & D Ravelosona, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 215004 (2018)[9]. Tuning the magnetodynamic properties of all-perpendicular spin valves using He+ irradiation, Sheng Jiang & D.Ravelosona & J.Akerman, AIP Advances 8, 065309 (2018)[10]. Enhancement of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and domain wall velocity through interface intermixing in Ta/CoFeB/MgO, L Herrera Diez & D Ravelosona, Physical Review B 99, 054431 (2019)[11]. Enhancing domain wall velocity through interface intermixing in W-CoFeB-MgO films with perpendicular anisotropy, X Zhao & W.Zhao & D Ravelosona, Applied Physics Letter 115, 122404 (2019)[12]. Controlling magnetism by interface engineering, L Herrera Diez & D Ravelosona, Book Magnetic Nano- and Microwires 2nd Edition, Elsevier (2020)[13]. Reduced spin torque nano-oscillator linewidth using He+ irradiation, S Jiang & D Ravelosona & J Akerman, Appl. Phys. Lett. 116, 072403 (2020)[14]. Spin–orbit torque driven multi-level switching in He+ irradiated W–CoFeB–MgO Hall bars with perpendicular anisotropy, X.Zhao & M.Klaui & W.Zhao & D.Ravelosona, Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)[15]. Magnetic field frustration of the metal-insulator transition in V2O3, J.Trastoy & D.Ravelosona & Y.Schuller, Physical Review B 101, 245109 (2020)[16]. Tailoring interfacial effect in multilayers with Dzyaloshinskii–Moriya interaction by helium ion irradiation, A.Sud & D.Ravelosona &M.Cubukcu, Scientific report 11, 23626 (2021)[17]. Ion irradiation and implantation modifications of magneto-ionically induced exchange bias in Gd/NiCoO, Christopher J. Jensen & Dafiné Ravelosona, Kai Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540, 168479 (2021)[18]. Helium Ions Put Magnetic Skyrmions on the Track, R.Juge & D.Ravelosona & O.Boulle, Nano Lett. 2021 Apr 14 21(7):2989-2996 参考文献：[1]. Nature 601, 211-216（2022）[2]. Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)[3]. Nano Lett. 2021 Apr 14 21(7):2989-2996

存算一体及人工智能神经网络芯片采用非冯诺依曼架构体系，可大降低数据的访问延迟和传输能耗，提升计算速度。SOT-MRAM以其高速、高耐久度等优点，在此类应用中将发挥巨大的优势。当前，存算一体和人工智能神经网络芯片领域亟需一种全线性的多态存储器件（图1b），以便为人工智能神经网络的神经元、突触、存内计算等提供硬件支撑。但现有的SOT多态磁性存储器件及其他类型的存储器件大都是非全线性的（图1a），其输入-输出曲线的部分区域为线性，其他部分为非线性区，要使器件工作在线性区需要额外的时间、能耗和电路开销，阻碍了其在高速、低功耗和高集成密度的存算一体及人工智能神经网络芯片方面的应用[1]。图1、（a）目前的多态存储器件，（b）理想的全线性存储器件，（c）目前电流磁化翻转曲线，（d）通过调节DMI和交换耦合实现的线性磁化翻转曲线。 今年5月，微电子所杨美音副研究员和博士研究生李彦如为共同作者，微电子所先导中心罗军研究员和半导体所王开友研究员为通讯作者，在Physical Review Applied期刊上发表了题为“All-linear multistate magnetic switching induced by electrical current”的学术论文[2]，该团队合作研制出全线性的电流诱导多态自旋轨道矩（SOT）磁性存储器件，并实现了低能耗、可编辑的突触功能，对基于SOT-MRAM的低功耗存算一体逻辑和神经形态计算提供了一种新方法。图2、（a）离子注入引起的全线性磁化翻转，（b）局域离子注入注入实现的可编译的突触功能。 为了获得全线性的多态磁性存储器件，该团队在理论上模拟调节磁性材料中的“DMI效应”和“交换耦合效应”的比例，发现可将非全线性的磁化翻转曲线调控成全线性的磁化翻转曲线（图1c，d）。该理论预测的结果获得了实验验证。该团队在本次工作创新的采用离子注入工艺，成功调节了普通磁性材料中“DMI效应”和“交换耦合效应”的比例，实现了SOT磁性存储器件的全线性磁化翻转（图2a）。同时，通过局域的离子注入，实现了无外场的线性多态存储和突触功能。该突触可在同一超低电流脉冲下实现兴奋和抑制功能，并具备可编译特性。图3 面内场Hx下垂直磁场脉冲作用的磁畴壁运动速度。样品(a) S1, (b) S2, 和 (c) S3. 插图分别是面内场Hx（负、零和正）下的磁畴壁运动的轨迹。(d) 测量的A和D值。本项工作中样品的磁动力学过程观测，磁畴壁运动速度和DMI作用测量的工作由北京航空航天大学张学莹老师组合作提供（如图3），此系列测量表征工作利用了北航-致真团队自主研制的多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统，该系统除了能够获得高分辨率的动态磁畴观测外，在磁性薄膜材料和自旋电子器件动力学分析领域也有着突出的优势，它自带了磁场探针台，能够让用户利用软件定义电、磁等多种想要的波形，在进行电输运测量的同时，观察器件磁畴的变化，一键触发后，在样品上同步施加垂直/面内磁场、电流脉冲、微波信号，并同步采集克尔图像信息，能够直观、高效、无损地测量多种参数，包括饱和磁化强度、各向异性强度、海森堡交换作用强度和DMI强度等，是传统的磁光克尔显微镜所不具备的。 图4 多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统 产品基本参数：☛ 向和纵向克尔成像分辨率可达300 nm；☛ 配置二维磁场探针台，面内磁场高达1 T，垂直磁场高达0.3 T（配置磁场增强模块后可达1.5 T）；☛ 快速磁场选件磁场反应速度可达1 μs；☛ 可根据需要选配直流/ 高频探针座及探针；☛ 可选配二次谐波、铁磁共振等输运测试；☛ 配置智能控制和图像处理系统，可同时施加面内磁场、垂直磁场和电学信号同步观测磁畴翻转；☛ 4K~800K，80K~500K 变温选件可选。 参考信息：[1] http://www.ime.ac.cn/zhxx/zhxw/202105/t20210521_6036245.html[2] M Yang et al., PHYSICAL REVIEW APPLIED 15, 054013 (2021)

2018年度“亚洲磁学联盟奖”（aums award）于6月4日在韩国揭晓，物理所韩秀峰研究员凭借“基于磁性缘体的磁子阀效应”项目荣获此奖。韩秀峰研究员团队创新性地采用yig磁性缘体作为磁性电、au作为中间层研制出了高质量、新型磁性缘体/金属/磁性缘体(mi/nm/mi)磁子阀结构，并且在该结构中次观测和发现了磁子阀效应(magnon valve effect)，揭示了磁子阀比值主要取决于磁性缘体/金属界面磁子-电子自旋转换效率的原理。[1] 图1：(a) 磁子阀结构、原理和测量示意图(b)-(c) ggg/yig和yig/au/yig区域的透射电镜图该项工作的相关研究进展发表在 phys. rev. lett.[2]，并且作为亮点文章在prl网站页重点推荐。在此我们祝贺quantum design的ppms和microsense vsm用户韩秀峰研究员团队，也祝愿他们今后能够再创辉煌！在上述的研究中，yig作为磁性缘体材料，有着其特的物理性能，其拥有低的gilbert阻尼因子。sun[3]等利用铁磁共振系统对yig薄膜进行了阻尼的测试研究，测出yig的阻尼因子大小约10-4。在对磁性材料的研究中，阻尼因子α是一个比较重要的参数，可以帮助我们提升电路及电子器件的传输效率和传输速度。图2：铁磁共振测试系统主机：phasefmr(常温)；cryofmr(低温)quantum design携手nanosc提供的高精度铁磁共振测试系统，可以快速有效地获取阻尼系数α，以及有效磁矩 meff、旋磁比γ、非均匀展宽δho等动态磁学参数，也可以表征静态磁学性能，如饱和磁化强度ms、各向异性、交换偏置等。该系统基于共面波导技术，无需矢量网络分析仪，可以提供宽频2~40ghz测试，并应用锁相测试技术，大大提高了信噪比，可以测试到1.4nm厚的薄膜。 图3 ：室温测试用共面波导 图4：用于ppms(versalab)铁磁共振样品杆图5：montana低温恒温器升cryofmr铁磁共振测试系统目前该系统可以应用于室温（基于电磁铁平台）、低温（配合ppms、versalab、montana恒温器），在上有包括中国科学院物理研究所、南京理工大学、三峡大学等用户在内的多套设备在运行，并使用该系统在prb等期刊上发表多篇文章。如franco[4]等用铁磁共振测试系统phasefmr对垂直磁化各向异性[cofeb/pd]n多层膜进行了研究，发现有效垂直各向异性随多层重复次数的增加而增大，部分测试数据见图6。 图6：phasefmr用户文章数据铁磁共振测试系统参数如下： 配置 带宽 温度范围 磁场大小phasefmr 2-18ghz 室温 根据电磁铁大小而定phasefmr-40 2-40ghzcryofmr 2-18ghz4-400k:ppms/dynacool™ 55-400k: versalab™ 10-350k: mi cryostation±9, 14, 16 t:ppms/dynacool™ ±3 t: versalab™ ±0.7 t: mi cryostationcryofmr-40 2-40ghz 如果您拥有电磁铁平台，快来升铁磁共振测试系统吧！如果您拥有ppms或者versalab，快来升铁磁共振测试系统吧!如果您拥有montana标准型低温恒温器，快来升铁磁共振测试系统吧！如果您也想在squid上进行铁磁共振测试，目前quantum design的工程师正在努力研发中，相信不久后，我们将会为您带来在squid上成功应用fmr的好消息！ 参考文献：[1]中国科学院物理研究所官网http://www.iop.cas.cn/xwzx/snxw/201806/t20180605_5021775.html[2] h. wu, l. huang, c. fang, b. s. yang, c. h. wan, g. q. yu, j. f. feng, h. x. wei, and x. f. han, phys. rev. lett. 120, 097205 (2018)[3] y. sun, h. chang, m. kabatek, y. y. song, z. wang, m. jantz, w. schneider, m. wu, e. montoya, b. kardasz, b. heinrich, s. g. e. te velthuis, h. schultheiss, and a. hoffmann, phys. rev. lett. 111, 106601 (2013).[4] a. f. franco, c. gonzalez-fuentes, j. a° kerman, and c. garcia, phys. rev. b 95, 144417 (2017) 相关产品及链接：1、铁磁共振仪（fmr）：http://www.instrument.com.cn/netshow/c221410.htm2、ppms综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/c17086.htm3、多功能振动样品磁强计versalab系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/c19330.htm4、montana instruments超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm5、超导量子干涉仪器件squid：http://www.instrument.com.cn/netshow/c17093.htm

近日，大连化物所节能与环境研究部废水处理工程研究组(DNL0902组)孙承林研究员、顾彬副研究员等和大连理工大学的段玉平教授合作，在构筑高效复合吸波材料方面取得新进展，设计并制备了一种具有类石榴结构的磁性树脂衍生碳复合吸波材料，通过组分调控和微观结构设计引入了多重电磁波损耗机制，使该复合材料表现出了优异的吸波性能。 　　随着电子信息技术的快速发展，电磁干扰的问题日益严峻。有效的吸波材料，尤其是针对GHz频段的电磁波，对电子安全和医疗保健等领域具有重要意义。根据吸波机制可将吸波材料分为磁损耗型和介电损耗型。其中，单一磁损耗吸波材料存在斯诺克极限、易腐蚀、易聚集、密度大等缺点，而单一的介电损耗材料(如碳材料)也存在阻抗不匹配，损耗机制单一的问题。为了解决上述问题，研究人员提出了组分调控和微观结构设计两个解决策略：以具有可控分子结构和物理化学性质的合成树脂作为碳源，耦合磁损耗组分，进行有效的多组分调控，形成多重损耗机制，实现电磁参数和吸波性能的有效调节。此外，研究人员对微观结构进行设计调控，构筑出具有类石榴结构的Fe3C@GC/AC复合材料，解决现有吸波材料存在的磁性颗粒尺寸分布不均匀、易聚集等问题。 　　结果表明，独特的类石榴结构优化了阻抗匹配，同时提升了界面极化损耗和磁损耗。在反射损耗，界面极化，偶极极化，电导损耗，以及磁损耗的共同作用下，该工作制备出的复合吸波材料在2.08mm的厚度下，实现了高达-96.3dB(99.99999%)的反射损耗值，与此同时，有效吸收带宽为6.38GHz(覆盖了Ku波段)。当模拟厚度在1.0至5.0 mm间调变时，88%的测试波段(3.9至18 GHz)均可以实现有效吸收。 　　相关研究成果以“Heating induced self-assemble pomegranate-like Fe3C@Graphite magnetic microspheres on amorphous carbon for high-performance microwave absorption”为题，于近日发表在Composites Part B: Engineering上。该工作的共同第一作者是我所902组博士研究生刘梦洋和大连理工大学博士后黄灵玺。上述工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”等项目的资助。

由中国电子学会应用磁学分会主办的二届磁性相关测量讲习班，暨美国Quantum Design公司中国子公司2018年华东区用户会，定于2018年10月17-18日在上海复旦大学召开。届时将邀请相关地区高校与科研单位的Quantum Design用户，以及其他从事磁学和磁性材料研究的学者参加。讲习班将安排特邀报告和专题报告，针对磁性相关材料的电学、磁学、热学等测量技术为科研人员提供经验交流和成果分享的机会，旨在促进磁性相关测量技术的发展。此外，讲习班还为Quantum Design设备用户在设备的操作和拓展应用方面提供新的技术介绍和经验分享。会议组织机构主办单位：中国电子学会应用磁学分会承办单位：复旦大学物理系协办单位：美国Quantum Design公司中国子公司会议专题 此次会议将设用户邀请报告、MPMS3（SQUID）磁学测量系统专题报告、PPMS综合物性测量系统专题报告、QD产品磁性拓展测量应用报告、磁性测量及设备使用答疑等共7个报告。会议将邀请磁学测量方面的国内专家及复旦大学的用户代表对目前磁学研究的前沿话题进行探讨，同时也将邀请美国Quantum Design公司应用科学家对如何实现更好的磁性相关测量进行介绍，此外会议期间还将对现场用户的提问以及对QD产品实际使用过程中的疑问进行答疑和讨论。会议时间及地点 会议时间：2018年10月17日-18日（17日下午报到）注册地址：复旦大学江湾校区物理楼报名截止日期：2018年9月30日会议日程

“玩了一辈子沙子”，这是艾捷博雅生物集团董事长汪群杰对自己的描述。从研究生、博士到博士后，汪群杰一直在做有机硅材料，入职安捷伦后开始接触色谱分离材料，在以硅材料为核心的分离材料上有深厚的沉淀。从安捷伦离职回国后，汪群杰自主创业，实现了国内首个硅胶基质填料的国产替代。　　2020年，汪群杰再度出发，分别创立了苏州艾捷博雅生物电子科技有限公司、浙江博颐生物科技有限责任公司。　　2022年，苏州艾捷博雅生物电子科技有限公司完成了对浙江博颐生物科技有限责任公司的并购，形成了集工业色谱分离纯化一体化解决方案与临床质谱前处理自动化研发生产于一体的艾捷博雅生物集团，更好地服务生物医药及临床质谱领域。　　完成并购之后的艾捷博雅以色谱分离纯化为核心，建立了国际上为数不多的规模化高纯球形色谱硅胶生产基地，实现国产硅胶基质色谱材料生产的产业化突破 同时，首创开发出应用于有机小分子提取的多重分离基质——磁性萃取材料，并结合自主开发的全自动磁性萃取仪器，替代传统固相萃取方法，　　除此之外，艾捷博雅还拥有众多特种色谱分离和吸附材料新产品，如极性、耐碱、亲水等有机键合硅胶、蛋白限进、核壳等色谱介质 微量金属、内毒素、有机毒素、生物样品磷脂蛋白等特异性吸附材料，在质量和稳定性等方面均达到国际主流产品水平，在价格上也具有显著的优势。　　突破硅胶基质分离材料、质谱前处理自动化瓶颈　　艾捷博雅集合分离材料、设备自动化、纯化开发工艺三方面的领先技术，提供提取和分离纯化的产品及整体解决方案。公司目前聚焦药物分离纯化和临床质谱前处理板块，意图解决两大板块中的“卡脖子”难题。　　其中，在生物医药市场，艾捷博雅重点关注药物分离纯化，包括多肽、核酸药物、合成生物以及发酵等等。其中，多肽是近两年的热门市场，口服肽、GLP靶点备受关注。核酸药物则是随着mRNA疫苗而大火，海外已有10余款核酸药物获得批准，中国核酸药物市场也在快速发展，市场规模在千亿级。　　药物分离纯化市场的卡脖子问题是提取、分离材料进口垄断。汪群杰表示：“药物分离纯化领域常用的硅胶基质分离材料都还依赖进口。比如有的产品，形式上是国内生产，实际上硅胶用的原料、培养基用到的氨基酸、一次性反应袋的膜等等，还是国外进口。”也因此有“谁能抢到原料来源，谁就占据先机”的说法。　　质谱检测的“卡脖子”之处在于前处理自动化，这一问题在全球都没有理想的解决方案。　　临床质谱技术在灵敏度、特异性、多指标联检等方面具备独特优势。汪群杰谈到：“传统方法学可以检测人体的脂肪酸、各种激素，但是一些异构体无法检测出来，只能检测总的胆汁酸水平，无法检测出更多细节物质。临床质谱可以弥补传统方法学的缺陷，意义重大，带来了一场检测革命。”　　随着临床质谱广泛应用于心血管疾病早期检测、代谢疾病风险预测等领域，未来的市场规模至少在百亿级。但是，质谱技术在临床普及必须要实现自动化，但质谱仪本身是一个科学仪器，并非为临床检测而生，自动化程度、可靠性、一致性都还不够高，特别是提取分离自动化程度达不到临床使用的要求，无法实现像生化免疫那样的高度自动化。　　“不论是药物分离纯化材料，还是临床质谱前处理自动化，只有实现完全的、真正意义上的国产化、原研创新，才能彻底摆脱‘卡脖子’，提升中国生物医药、临床质谱企业在国际市场的地位。艾捷博雅正在加速推动这一进程。”　　已合作40家生物医药、20余家临床质谱企业　　目前，市面上的供应商要么提供原料，要么提供耗材，要么提供设备，还缺乏能够提供整体解决方案的企业。“提取分离完整解决方案是下游客户的急需，其价值不止于one stop shopping，而是可以为客户提供一个成本更低、更具性价比的选择。”　　艾捷博雅不仅着力于解决药物分离纯化、临床质谱前处理自动化的“卡脖子”，同时更进一步，率先在业内提供完整解决方案，包括提取、分离纯化材料、自动化设备、分离纯化工艺开发及服务。　　“这就像惠普当年的打印机，想要获得更加理想的回报，就需要既做打印机、又做墨盒，甚至从油墨开始做。”汪群杰总结。　　在分离材料方面，艾捷博雅实现了硅胶基质分离材料规模化生产的产业化突破，从硅溶胶原料开始，生产出一系列工业制备色谱填料(包括通用型、多肽/胰岛素专用型、耐碱型等)，将行业里主流、需求量大的硅胶基质填料实现了完全国产化。如此前超过95%长期被日本及瑞典的填料厂商占据的多肽及胰岛素分离纯化市场，已有多家用户使用艾捷博雅自产的分离填料，并反馈产品性能完全达到替代进口主流品牌水平，在保证其优异的分离效果的同时，降低了填料成本，具有极高的性价比。　　依托艾捷博雅的创新，这些主流填料将不再受国外供应链及价格的任何影响，目前公司已经合作了大约40家生物医药企业，其中成规模采购，订单金额在几十万级别的有10余家。　　仪器方面，公司实现了自动化仪器的国产替代，同时在技术方法上实现了多个原创，比如利用在线色谱分析的手段进行自动化流体控制，实现对纯度的自动化判定等等。　　在临床质谱市场，艾捷博雅是国内领先，成功自研磁性固相萃取技术并将其推向商业化的企业。　　公司的磁性固相萃取技术弥补了传统固相萃取柱可靠性、一致性不高的缺陷。基于磁性固相萃取技术，公司与20多家临床质谱企业达成了合作，提供全自动提取纯化系统，并共同开发试剂盒。其中，公司的mSPE全自动磁珠提取技术及产品，已协助多家机构对儿茶酚胺代谢物、激素、维生素等项目进行开发及申报。　　汪群杰表示：“艾捷博雅作为分离纯化全方位解决方案引导者将针对核酸药物、多肽领域重点市场，迅速完成相应材料的国产替代，在行业里形成影响力。在临床质谱市场和下游企业广泛合作，形成完整的临床质谱自动化解决方案。在更远的将来，公司会基于在提取、分离纯化、自动化上的核心技术，向更多应用领域拓展，实现更多原研创新。

p　　2月5日，清华大学材料学院朱静、钟虓、于荣研究组在高空间分辨材料磁性表征方法取得重大进展，于国际顶级期刊《自然· 材料》(Nature Materials)在线发表了题为“应用色差校正电子显微学方法进行原子尺度磁圆二色谱成像”(Atomic scale imaging of magnetic circular dichroism by achromatic electron microscopy)的研究论文。该研究基于朱静、钟虓、于荣研究组之前所发展的定量电子磁圆二色谱(Electron Magnetic Circular Dichroism)技术和占位分辨电子磁圆二色谱技术，优化衍射动力学条件，应用色差校正透射电子显微学技术，联合德国于利希研究所、亚琛工业大学、瑞典乌普萨拉大学与日本筑波大学的合作者，在国际上首次通过实验手段获得了材料内部原子面分辨的磁圆二色谱，并基于实验结果定量计算出每一层原子面的元素的轨道自旋磁矩比，该工作被选为《自然· 材料》当期目录图片。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/noimg/41263e28-aeab-4671-997e-a9a077bed2a0.jpg" title="1.png" width="534" height="301" style="width: 534px height: 301px "//pp style="text-align: center "《自然· 材料》当期目录图片:原子面分辨自旋探测示意图。/pp　　磁性材料被广泛应用于国民经济和国家安全中的各个领域，信息科技的高速发展尤其对磁性材料的先进性能研发提出了迫切需求。实现自旋构型与材料结构的原子尺度协同定量表征，是理解、预测与调控磁性材料的物理性质的关键/pp　　近五十年以来，传统的磁成像手段如中子衍射、X射线磁圆二色谱、电子全息等，成像分辨率达到微米或纳米尺度，均无法实现原子分辨。实现自旋构型原子尺度成像，在当今材料科学基础研究中具有重大的科学意义，在设计制造高密度、低功耗、快速的存储器件、推进信息与通讯技术方面有广阔的应用前景。/pp　　清华大学材料学院朱静、钟虓、于荣带领几代研究生王自强、宋东升、王泽朝等围绕原子尺度自旋表征领域开展了长达十年的持续攻关。他们原创性地发展了定量电子磁圆二色谱技术，实现了利用透射电子具高空间分辨的占位分辨的磁参数测量及材料面内本征磁性测量等技术，解决了纳米尺度上定量获得材料磁结构信息的难题。在此基础上，结合色差球差校正与空间分辨电子磁圆二色谱技术，突破性地实现逐层原子面的自旋构型成像，定量测量原子尺度的轨道自旋磁矩比，在原子尺度上同时测量材料的结构、成分与磁矩。该研究团队在国际上首次成功地将自旋表征磁圆二色谱的分辨率从纳米尺度推进到了原子尺度，将材料的轨道自旋磁矩分布磁信息与其原子构型、元素组成、化学键合等结构信息在原子层次上一一对应，如图2所示，对于在原子尺度理解自旋、晶格、电荷、轨道等多个自由度的结构参量与材料磁性能之间的相互关联有重要意义。电子磁圆二色谱技术自2006年诞生以来，由于其实验技术和理论解释的复杂性与挑战性，十多年来国际范围内仅有有限的几个研究组坚持这一方向的研究，而北京电子显微镜中心经过几代人的努力，在该领域得到了稳健的、飞速的发展，目前已受到国内外学术界的普遍关注。原子尺度磁圆二色谱成像工作于2018年2月5日被国际顶级的材料科学杂志《自然· 材料》在线发表。/ppbr//p

开发具有预期稳定性、规则结构和精确组分的功能材料是化学研究的重要内容之一。高自旋磁性团簇由于电子结构与几何构型、自旋态以及原子间相互作用区别于块体材料，展现出奇异的物理化学性质，为自旋电子学材料和微器件的设计开发提供了新思路。 　　中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构实验室研究员骆智训课题组利用自主设计搭建的质谱与光电子能谱仪器，在金属团簇与超原子研究方面取得了系列进展。 　　近日，骆智训课题组、姚建年课题组，联合清华大学教授李隽理论团队，在探究阴离子Rhn-(n=3-33)簇与几种典型气体(包括O2、CO2、CH4和CH3Br)的反应中发现，Rh19-是具有特殊稳定性的幻数团簇，并结合光电子能谱确定了其高对称性与铁磁性的超八面体结构(S=10/2)。Rh元素本身并非磁性。研究表明，强磁性团簇Rh19-的特殊稳定性主要来源于其独特的电子结构与成键方式，且具有特殊的超原子轨道特征1S2|2S22P6|3S23P6。基于此，研究进一步提出了金属团簇“电子自旋态异构体”(Electron-spin state isomers，ESSIs)的新概念，剖析了Rh19-团簇光电子能谱热带(Hot-bands)。 　　该工作发现了一种高对称的、尺寸在1nm的Rh19-团簇，对应于面心立方晶体铑的一个片段，诠释了从金属原子到可调控磁/电性质固体材料的结构演变规律，为剖析过渡金属光电子性质提供了原子精准的范例，并为材料基因的原子构造提供了新思路。 　　相关研究成果发表在《科学进展》(Science Advances，DOI：10.1126/sciadv.adi0214)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。南方科技大学科研人员参与研究。图1. 铁磁性超八面体Rh19-团簇的发现图2. (a)基于自主研制仪器(TOF-MS)制备的阴离子Rhn-团簇与CO2反应前后的质谱图；(b)Rh19-团簇分别在355 nm和266 nm激光下的光电子能谱；(c)金属团簇电子自旋态异构体(Electron-spin state isomers，ESSIs)机制；(d)由全局搜索确定的Rh19-的最低能量结构及范德华半径；(e)Hirshfeld电荷布居；(f)Rh19-的自旋密度布居。