分析型扫描电子显微镜检定规程

微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目，同时希望它能用于国际空间站和月球上　　据国外媒体报道，探索火星的一个最重要的目标就是从火星表面带回样本，尤其是那些可以用来检测火星上是否有生命的样本。这样的任务往往耗资巨大，而且在样本送返地球的时候可能被污染。因此，一个选择是在送返地球之前，就地对样本进行分析。火星科学实验室与其他火星车已经在火星上利用大量设备对多种样本的化学成分进行评估分析。然而，只有少数技术能够确定火星上是否存在生命。在地球上，科学家们用来检测生命或生物材料的设备是大气扫描电子显微镜(ASEM)或环境扫描电子显微镜(ESEM)。　　ESEM能够显示出比10纳米还小的物体，并且能够辨别样本的组成成分。最近，一个科研团队试图将ESEM微型化，使其能够适用于火星上的就地检测任务。微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目，同时希望它能用于国际空间站和月球上。下一个目标是制造一个类似ESEM的设备，帮助科学家们研究火星地质，寻找火星表面的微生物。该项目首席调查员Jessica Gaskin表示，若火星车或着陆器具有了这项功能，我们不仅能选择更好的样本送回地球，更重要的是，还能拍摄高清图像，在火星上就地研究，不需要冒着被污染的危险送回地球研究。　　各种各样的扫描电子显微镜在诸多领域都有所使用。NASA资助研究的这款设备将用来研究地质材料，保持材料的完整性。因为整个过程并不会损坏样本，事后还能用其他设备进行研究，这样能对样本有更全面的认知了解。这个设备将具有高清成像功能，能量色散谱仪(EDS)，或者是化学探测器，用以判定化学成分。这些扫描电子显微镜能够分析多种物质，并且不需要做准备工作，这大大简化了工作过程。　　Gaskin表示，这项技术的关键部分就是将使用火星的大气作为成像大气。这样我们能观测到火星环境中最原始的样本。天体生物学界饱受诟病的一点就是总是寻找能够在水中大量繁衍的碳基生命。而扩大搜索范围的策略则是在某个区域内寻找某种无法用物理学或化学简单解释的失调现象。例如，如果在某个特定环境中发现了大量硅，那里便可能存在生命。光谱仪能够探测出环境中的失调现象。　　MVP-SEM项目科学家Jennifer Edmunson表示，该设备还能拍摄高清图像，用以判别生命信号。例如，寻找微生物中的蛋白质，比如能在沸水中大量存在的耐超高温热棒菌。设备研发的一个目的就是希望它能够区别相似的化合物，例如草酸钙和碳酸钙。地球上能够在极端环境中生存的微生物有时会作为能在火星冰冷、盐度高的水中生存的微生物的理论模型。而且，如果某种生命形式暴露在样本表面，我们的设备就能拍摄下来，以供日后研究。　　MVP-SEM将使用二次电子探测器来研究微小的表面特征，以及背散射电子探测器来检测样本本质和成分。EDS探测器也将用来研究样本的化学成分。目前，研究团队正在确定最佳探测条件，在此之后，研究出的原型将在喷气推进实验室中模拟火星环境的实验室中进行测试。太阳系观测进展(PICASSO)项目结束后，该图案度低计划通过NASA太阳系探索仪器成熟计划(MatISSE)继续改进设备。

11月15日-19日,第二十五届中国国际高新技术成果交易会(以下简称“高交会”)在深圳隆重举办。中科科仪作为国科控股与国科科仪高端装备制造版图中的重要组成部分,携众多前沿技术及硬核产品亮相国科控股高端装备板块。16日上午,中科科仪总经理助理兼科仪光电总经理孟祥良在高交会(福田展区)新产品新技术精品发布活动中进行了《场发射枪扫描电子显微镜》的精彩报告,带来了具有自主知识产权的国产高端场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8100并进行详细介绍。【发布现场】扫描电子显微镜是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器,具有景深大、分辨率高、成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点,是中国科技发展中不可或缺的高端科学仪器。中科科仪具有50多年的电镜研制历史,具备深厚的电子光学技术基础,是国内率先实现扫描电子显微镜产业化的企业,在产品的研发和制造方面拥有丰富的经验。针对基础科学研究和高精尖工业制造对国产场发射枪扫描电子显微镜的迫切需求,2013年,北京中科科仪股份有限公司牵头,联合北京大学、中科院微电子所、中科院生物物理所、国家环境分析测试中心、清华大学等单位,承担国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”,在2014年成功推出了国内首台肖特基场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8000,并在此基础上提升电子光学系统综合性能,于2017年推出了国产高端场发射枪扫描电子显微镜产品KYKY-EM8100,分辨率优于0.9nm@30kV,3nm@1kV,解决了高分辨率电子光学成像系统、系统集成调试等关键技术,成为国内首创、达到国际同类产品技术水平、具有完全自主知识产权的肖特基场发射枪扫描电子显微镜。KYKY-EM8100型扫描电子显微镜是中科科仪承担科技部国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”研制成果的一部分,具有自主设计制造了低像差物镜、突破了电子束镜筒加速技术、自主研制了电子光学智能化控制系统等三大技术优势。目前该设备已完成科技成果转化及产业化落地,并形成批量销售,深受各行业用户好评,为我国纳米科技、材料分析、分子生物学研究与半导体检测领域提供技术支撑,取得了显著的经济效益和社会效益。场发射枪扫描电子显微镜是纳米技术、生物技术、医学、化学、物理学研究的重要工具,在半导体集成电路加工、微机电系统、微型传感器等信息技术支撑领域和环境保护领域也发挥着重要作用,广泛应用于金属、陶瓷、矿物、冶金、高分子、复合材料、微生物、新能源材料的表面形貌进行观察及微区的点、线、面成分分析 同时,场发射枪扫描电子显微镜在虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、产品质量鉴定等方面也有广泛的应用,在我国的基础科学研究、生产工艺控制、各分类学科研究的过程中发挥着不可或缺的重要作用。场发射枪扫描电子显微镜的研制成功,是我国电子光学研究水平的集中体现,是我国电子光学领域的重要成果,对摸索我国高端大型科学仪器的发展模式具有重要意义。当前,紧随科研需求和市场热点,中科科仪积极推进电子束等光学仪器设备的研究制造,加速高端仪器设备国产化替代进程,满足更多的科研及产业客户的特殊需求,助力中国高新技术产业高质量发展。未来,中科科仪将加快推进电子光学高端科学仪器装备的研制进程,提升国产化替代水平,不断解决高端仪器装备的问题,高质量引领重大科学仪器攻关及产业化发展,为强化国家战略科技力量、实现高水平科技自立自强做出新的贡献。

扫描电子显微镜行业主要公司：目前国内扫描电子显微镜行业的公司主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。　　本文核心数据：扫描电子显微镜市场规模、扫描电子显微镜消费量、扫描电子显微镜细分市场需求规模(按采购主体)　　1、需求规模增长较快，2020年增速接近10%　　我国扫描电子显微镜行业起步较晚，于1975年方才由中国科学仪器厂(中科科仪股份有限公司前身)研制出首台扫描电子显微镜。但我国对于科研创新重视程度较高，由于扫描电子显微镜在各科研领域的物质微观形貌表征观察方面应用较为广泛，故其市场需求仍在稳步增长。　　结合全球扫描电子显微镜典型厂商日本电子于其决策说明会披露的全球电子显微镜、扫描电子显微镜市场规模和Grand View Research披露的中国电子显微镜市场规模，基于图表1中的基础假设和测算逻辑测算，2017-2020年中国扫描电子显微镜市场规模如下所示。 由此可知，近年来，中国扫描电子显微镜市场规模呈现逐年增长的态势，且增长速度较快，均在10%左右。2020年，中国扫描电子显微镜市场规模实现16.72亿元，受新冠疫情影响，2020年各单位对于扫描电子显微镜等科学仪器的采购预算增幅有所下调，故其同比增长率较2018年与2019年略有下滑，仅为9.21%。2、产品单价高昂，年需求量尚以百计 　　扫描电子显微镜属于高精密仪器，其产品单价相对高昂。根据对2018-2021年3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计，共有361台/套扫描电子显微镜列明了中标/成交金额。这361台/套扫描电子显微镜的中标/成交金额合计为10.67亿元，按该金额计算得到，2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均每台/套的单价约为296.51万元。 　　我国政府采购的扫描电子显微镜种类宽泛，价格公允，故将2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均价格作为中国扫描电子显微镜市场的平均价格，并根据“需求数量=市场规模/产品价格”的逻辑计算，得到中国扫描电子显微镜产品需求数量如下图所示。 　　由此可知，2017-2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量不断增长。2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量在564台左右。3、采购主体主要为高校、企业与科研机构 　　中国扫描电子显微镜的采购主体主要为高校、企业与科研机构。根据赛默飞旗下的飞纳品牌对其在中国销售的1000+台扫描电子显微镜采购主体的统计，以及2018-2021年第一季度3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计数据及科研设施与仪器国家网络管理平台披露的扫描电子显微镜保有情况的印证，中国扫描电子显微镜市场45%的采购主体为高校，企业和科研机构各占39%。即2020年，16.72亿元的中国扫描电子显微镜市场中，高校、企业和科研机构分别采购了约7.52亿元、6.52亿元和2.68亿元。 综合来看，我国扫描电子显微镜需求规模逐年增长，但由于价格高昂，年需求量不足千台。从其下游采购主体来看，对扫描电子显微镜存在需求的主要为高校、企业和科研机构，其中高校的需求占比较高，在45%左右。