电视显微镜

8月29日晚，由国家广电总局策划、部署，安徽省委宣传部、安徽省广播电视局指导，安徽广播电视台制作的大型理论实践探访节目《思想的田野安徽篇》播出啦！节目将嘉宾分成红蓝两队，乘坐思想号大篷车，以任务指令驱动，实地寻访探求，通过领略“创新”和体验“皖美”，来获得创新关键词，最后有感而发完成汇报演讲的全过程，凸显“创新引领发展”主题。而本期节目的创新关键词就是——量子。在国仪量子，一台基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器——量子钻石原子力显微镜又圈粉了。这台荣膺“CIIF创新引领奖”“朱良漪分析仪器创新奖”等多项大奖的高端科学仪器，又将给节目嘉宾和广大观众带来怎样的惊喜 ？关于量子钻石原子力显微镜量子钻石原子力显微镜（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，是研究材料磁学性质的新利器，在磁畴成像、二维材料、拓扑磁结构、超导磁学、细胞成像等领域有着广泛应用。

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。

温故知新，从历史刊物文章中学习早期电镜产品技术历程，以下内容摘自《Popular Electronics》1959年11月刊（Vol. 11, No. 5），文章题目“The Amazing Electron Microscope”，作者Morris M. Rubin。（由“RF Cafe”网收录）光学显微镜的分辨率受到光波长的限制。天文学家William Dawes首先提出了一种量化的方法，这种方法基于视觉上分辨距离较近的恒星的能力。被称为道斯极限，4.56/D弧秒的值是由经验确定的(D是仪器的孔径，单位是英寸)。任何具有完美光学系统的光学系统的放大倍数的理论上限在2000左右。正如这篇1959年《Popular Electronics》上这篇文章所描述，电子显微镜通过发射一束半径远小于可见光波长的电子，并测量其反射，从而消除了这种分辨极限。图像必然是“假色”，因为我们无法感知到电子束所显示的表面的真实波长/颜色。《Popular Electronics》1959年11月刊封面与目录整理译文如下，以飨读者。“惊人的电子显微镜作者：Morris M. Rubin在光学显微镜分辨率达到极限后很久，电子显微镜的分辨率还在继续提高……高达 20万倍。从第一位伟大的显微镜设计师安东列文虎克（Antony van leeuwenhoek）时代起，科学家们就将显微镜作为他们的主要工具之一。年复一年，随着光学玻璃制造技术的改进，新的更好的显微镜使科学家能够看到越来越微小的物体。随后，大约在1890年，光学显微镜分辨率的提升似乎已经走到了尽头。超过大约 2000 倍的放大倍数，即使是最精细、设计最完美的显微镜也只能看到一个模糊的斑点。光本身的基本特征阻碍了更强大显微镜的发展。与声音类似，光以可测量长度的波传播。例如，在可见光谱的中，波的长度约为 6/250000 英寸。为了让光波区分物体上的两个点，两点之间的距离必须是光波长度的三分之一，即6/ 250000英寸以上，小于约半波长的物体无法被光学显微镜清晰放大，无论其透镜多么完美。科学家们推断，既然根本的瓶颈是“普通”光的波长相对较长造成，那么如果有可能使用某种波长较短的光，就可以实现更有效的放大。于是，人们探索了这种可能性，并利用紫外光(其波长约为可见光的三分之一)，设计出可以放大到5000倍的显微镜，放大倍数达到可见光显微镜极限的两倍多。此时，光学显微镜达到了其设计能力的天花板。如果科学家想要更大的放大倍数，他们必须找到一种新的方法。电子的“营救”电子显微镜的理论在20世纪20 年代提出。实验表明，当电子受到高压场加速时，它们会获得可测量的特征波长。电压越高，电子速度越大，表观波长越短。此外，已经证明电子可以被磁场弯曲或折射，类似光可以被光学透镜弯曲和折射。因此，光学显微镜的分辨率极限，就可以通过使用更短波长电子流替代光，从而获得更高放大倍数，这似乎是合乎逻辑的。有了这样的重要概念，科学家们开始着手设计电子显微镜。到20世纪30年代后期，实验型的电镜已经在欧洲、加拿大和美国投入使用。随后，在1940年，RCA公司推出美国第一台商用电子显微镜。虽然按照目前的标准，这些最初的电镜产品设计还比较落后，但相比有史以来最好的光学显微镜则要优越的多。甚至紫外线显微镜的放大倍数也仅限于 5000 倍，而这些早期的电子显微镜却能够放大 10万 倍。今天的模型放大倍数超过 20万倍——足以看到人类头发直径百万分之一的物体——并且通过照相技术进一步放大图像，可以将直径放大至100万倍以上。电子取代光。与光学显微镜的原理类似，电子显微镜使用一系列镜头逐步放大样品。但是，虽然光学显微镜使用玻璃透镜来弯曲光线，而电子显微镜的“透镜”是线圈——类似于电视机的偏转线圈——可以弯曲和偏转电子流。电子显微镜与普通光学显微镜的比较。基本原理是一样的，但是电子显微镜使用线圈来磁偏转和聚焦电子束，而不是用玻璃透镜来弯曲和折射光线。电子枪发射的电子通过聚光透镜，聚光透镜将电子束集中在样品上。由于样本被制样切成部分透明的薄片，在任何一点上，电子通过它的数量都随标本的密度而变化。这样就产生了一种不同电子密度变化的图案。虽然这种图案肉眼是看不见的，但可以通过在标本下方放置荧光屏来显示。然而，在实际操作中，电子通过物镜，这是进行放大的第一步。就在它们到达投影镜头之前，一个“展开”的密度图案就形成了，中心区域随后被投影镜头进一步放大。放大的标本可以直接在荧光屏（其外观和工作方式类似于电视屏幕）上查看，或者可以通过特殊相机拍摄图像（通常内置于电子显微镜中）。放大所得照片可以进一步放大样品。关于价格。除了光学系统，电子显微镜还必须有超稳定的高压电源和高效率的真空系统。这种复杂性导致了当今电子显微镜的高昂价格——从 12000 美元到40000 美元不等，具体取决于所需的放大倍率、品牌等。以上展示了两种最广泛使用的电子显微镜。左边是RCA EMU-3，可以放大20万倍。右边是Norelco EM100B，放大到90000倍。Norelco（荷兰飞利浦）和 RCA（美国无线电公司）是这些装置的最大生产商。德国和日本的制造商也活跃在该领域。俄罗斯人也参与其中，生产了一种电子显微镜，该显微镜似乎是 1940 年 RCA 模型的改编版。首台RCA电子显微镜的共同发明者，James Hillier博士，左边显示的是RCA的EMB模型，在1940年上市。局限性。尽管电子显微镜可能有用，但它仍然有其局限性。由于高压电子对生物体是致命的，电子显微镜不能用于观察活的细菌、病毒等。另外，电子束不能穿透超过 1/25000 英寸，所以电子显微镜不能用于观察更厚的物体——例如苍蝇的翅膀。后一个问题的解决方案是开发特殊设备，这些设备可以切割出足够薄以允许电子通过的待观察物体的切片。这种“切片机”如何处理较软的材料我们很容易想到，但我们如何切下一层 1/25000 英寸厚的钢？这个问题的答案非常简单。钢材表面的“复制品”是在柔软的材料上制成的，例如蜡。复制品很容易切片，当它安装在非常薄的透明膜上时，它会取代显微镜中的原始物体。重要性。现在全国各地的实验室都在使用大约一千台电子显微镜。它们是寻找疾病（尤其是癌症）原因的研究中的宝贵工具，同时，它们在解决各种工业问题方面也很有用。例如，可以通过仔细检查电子显微镜照片来判断橡胶轮胎的磨损质量，从而无需进行漫长而繁琐的路试。最近在纽约举行的苏联展览上展出的一个1959年的俄罗斯电镜但是，电子显微镜最令人兴奋的应用是在细胞研究中。细胞通过蛋白质合成过程生长、滋养和再生。在电子显微镜的帮助下，科学家们第一次能够看到这些过程——这才是真正的“生命的秘密”。人类是一种永不满足的好奇生物。电子显微镜是满足人类求知欲和理解力的最有效手段之一。你能认出这些图片吗？所有这些都是在电子显微镜的帮助下拍摄的（答案在页面底部）。答案1. (a) 总放大倍数 160,000X；飞利浦电子公司提供2. (c) 总放大倍数 425,000X；由法兰西学院和 RCA 提供3. (c) 总放大倍数 112,000X；由麻省理工学院 CE Hall 博士提供4. (d)；总放大倍数 68,000X；由 Esso Research & Engrg 公司提供5. (c) 总放大倍数 14,680X；由陶氏化学公司和 RCA 提供”

不久之前，中国科幻巨作《三体》被搬上荧幕，为人们展现了一个恢弘的三体世界。作为人类与三体力量展开对决的第一幕，电视剧很好地还原了原著中名场面“古筝行动”。古筝行动，即人类借助密集排列固定在运河两岸的“纳米飞刃”材料，将航行在巴拿马运河中载有地球三体组织核心成员的“审判日”号巨轮切削成薄片，以此消灭三体组织核心成员，并获取三体世界重要情报，完成了人类对地球三体力量“审判日”号的审判。图片来源：腾讯视频-电视剧《三体》那么这种只有头发丝十分之一粗细的“飞刃”究竟是什么材料？在现实生活中真实存在吗？是否真能做到像切豆腐一样削铁如泥呢？从“飞刃”的研发者汪淼教授背后这张PPT我们可以看出，所谓的“飞刃”就是碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs），而这张图片来源于清华大学魏飞教授团队于2013年发表于《ACS Nano》杂志的一篇合成超长碳纳米管的论文（DOI: 10.1021/nn401995z）。图片来源：腾讯视频-电视剧《三体》碳纳米管是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，层与层之间保持约0.34 nm的固定距离，直径一般为2～20 nm。是一种一维量子材料，具有优异的力学、电学和化学性能。碳纳米管中碳原子形成的化学键同时具有sp2和sp3杂化，主要是sp2杂化，具有高模量和高强度。它的抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6。它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸，是理想的高强度纤维材料，因此“纳米飞刃”在理论上是真实存在的。同时，碳纳米管也是制造“太空电梯”缆绳的最佳材料。 上图为使用KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜拍摄的不同放大倍数的多壁碳纳米管，扫描电子显微镜可以很好地观察碳纳米管的管径、长径比、团聚程度以及断裂缺陷等。在实际应用中，虽然碳纳米管拥有超强的力学性能，但离产业化应用还有很长的一段路要走，除了剧中汪淼博士提到的无法量产的问题以外，还存在着切割过程中材料磨损老化与摩擦放热等问题，这些都会造成碳纳米管材料的老化，使其力学性能大打折扣，造成纤维断裂。现阶段用碳纳米管是无法完成坚硬物体切割的，目前工业上有很多硬质材料都是用切割钢线或者更高质量的金刚线来切割。金刚线，顾名思义，跟金刚石有关，大体上是把金刚石的微粉颗粒以一定的分布密度均匀地镶嵌在母线（一般为高碳钢丝）上，做成的金刚石切割线。通过金刚石切割机，金刚线与被切割物体间进行高速磨削运动，从而实现切割目的。主要用于光伏领域的多晶硅切片、单晶硅、晶棒等。从晶体硅料到硅片经历切方、截断及切片三个环节，其中切方及截断环节为保证切割速度及切割效率，通常用较粗线径的金刚线，而切片环节根据原材料利用率等，选择较细的金刚线。图片来源于网络，版权归原创作者所有金刚线的母线，一般为高碳钢丝，由拉丝厂家将盘条拉制为不同直径的黄丝，再将黄丝进一步拉为微米级的母线。金刚石微粉由人造金刚石颗粒破碎而成，颗粒度一般小于50μm，是金刚线起切割作用的关键材料，其质量及稳定性直接影响后续电镀工艺及成品金刚线质量。金刚石的分布密度、固结强度、切割能力、钢线的抗疲劳性等都直接影响金刚线的性能。图片来源于网络，版权归原创作者所有 上图为使用KYKY-EM6900LV型钨灯丝扫描电子显微镜拍摄的金刚线的纵向及横向截面，可以很好地观察金刚线的母线线径、金刚石微粉的大小及分布密度、镀层的厚度、镀层与母线的固结程度等。科技的进步与发展离不开所有科技工作者付出的辛劳汗水，虽然现阶段人类受困于科技水平暂时还无法实现所有设想，但相信总有一天，人类终会登上碳纳米管缆绳搭载的太空电梯，登陆星际宇宙，挟飞仙以遨游，抱明月而长终。在漫长艰辛的科研旅程中，中科科仪扫描电子显微镜与您风沙星辰，永远相伴！是您科研道路上的得力助手！以上所有观测图均为KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜和KYKY-EM6900LV型钨灯丝扫描电子显微镜拍摄。如有产品咨询意向、技术交流意向及样品测试需求，可扫描下方二维码联系中科科仪DEMO中心，我们将为您提供详细、专业的服务。

项目编号：0773-2241SHHW0172/16；校内编号：招设2022A00189项目名称：上海交通大学原子力显微镜预算金额：170.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：170.0000000 万元（人民币）采购需求：设备名称： 原子力显微镜数量：1套简要技术参数：1.1 XYZ三轴闭环扫描器：XY方向扫描范围≥90微米；Z方向扫描范围≥10微米；扫描器Z方向实际测试噪声水平：闭环控制下，0.035 nm （RMS）；XY方向实际测试噪声水平：闭环控制下，≤0.15nm （RMS）；其余详见“第八章货物需求一览表及技术规格”。设备用途：在半导体加工领域，可以检测基片表面抛光缺陷、图形化结构、薄膜表面形貌以及定量的表面粗糙度数据和深度信息，也可用于材料表面高分辨成像，如：粗糙度、三维形等信息，同时可获得材料表面物理性质分布差异，如：摩擦力、阻抗分布、电势分布、介电常数、压电特性、磁学性质等交货期：合同签订后 24周以内。交付地点：上海交通大学用户指定地点。合同履行期限：合同签订后24周以内本项目( 不接受 )联合体投标。

随着全球能源需求的不断增长，可再生能源技术成为人们关注的焦点。其中，基于光伏(photovoltaic，PV)材料的技术实现了将光能转化为电能的难题，具有广阔的应用前景。然而，太阳能电池技术的商业化仍面临着成本高、功率转换效率低以及器件寿命短等挑战1。无论要克服哪方面的问题，成功的关键都依赖于表征技术的提高，尤其是对高空间分辨率的要求更加严苛。以顺应目前先进制造下微米及纳米尺度特征的材料所需（例如钙钛矿薄膜中的多晶体、有机半导体中的体异质结网络和纳米结构化的光捕获层）。牛津仪器原子力显微镜（AFM）以实现纳米级的高空间分辨率著称，可为其他成像技术补充材料器件更多维度的信息2。它不仅可以测量结构，还可以测量功能响应，从而深入了解结构性质、处理流程和表观性能之间的关系（图1）。本文中，我们将探讨牛津仪器AFM在表征两种新兴光伏材料（如钙钛矿和有机半导体）各方面性质的应用。值得注意的是，其他材料，包括无机半导体（Si、CdTe灯），黄铜矿（CIGSSe、CuInSe2等）以及具有多个吸收体的串联系统，也可以从AFM表征中受益。通过AFM，我们可以更好地理解这些材料的性能和潜力，为未来的太阳能电池技术发展提供有力支持。图 1：观察MAPbI3中纳米尺度光响应光伏电池性能指标，如短路电流Isc通常在宏观尺度上测量，但纳米尺度下的表征，可以揭示微结构对性能的关键影响。上图显示在约0.07 W/cm2的照度下，甲基铵铅碘化物(CH3NH3PbI3或MAPbI3)薄膜上的短路电流ISC叠加在三维形貌图的结果。通过光导电AFM（pcAFM）获取了从偏置电压0到+1 V的电流。然后，通过图像每个像素位置的I-V曲线中确定Isc的值，最终生成短路电流-形貌图。使用MFP-3D BIO AFM获得，扫描范围为3微米3。 1 钙钛矿型新材料有机-无机混合型钙钛矿材料的太阳能电池技术因其转换效率的快速提升（仅用了七年时间到22％的转换效率）而备受关注1,4。更重要的是，该技术可以通过相对简单和廉价的溶液处理技术（例如旋涂）进行制造。目前的研究重点在于测量基本属性并提高长期稳定性。通过AFM的表征，有效推动二者的共同发展。1.1理解晶体结构评估钙钛矿薄膜的微观结构对于基础研究和实际应用都具有重要意义。例如，它可以揭示光电响应与晶粒尺寸之间的极敏感的依赖关系，并帮助解决大规模制造中的难题，如钙钛矿如何从前驱体状态结晶等。为了满足这些需求，AFM探测了表面高度和形貌的三维定量图（图2）。形貌图显示了薄膜属性，包括覆盖度和均匀性，并允许快速计算表面高低起伏特性，如粗糙度，以便快速比较不同薄膜。AFM形貌图可以在轻敲或接触模式下获得的，通常可以分辨出纳米以下的垂直特征结构。实际上，当前少数AFM可以实现垂直分辨率达到几十皮米，从而完成晶体和分子的晶格级成像。牛津仪器新型AFM自动化程度高，可大大减少实验设参时间并简化数据采集。当钙钛矿暴露于不同环境条件时，氧化或其他化学反应可能对微观结构和其他材料性能造成不可逆损伤。使用专门的环境控制模块，将样品保护在经过净化的惰性气体环境中进行AFM实验，可以防止这种退化。环控组件还可以提供惰性气体的湿度控制。更有甚者，通过将整个AFM放置在手套箱中以完全隔离大气（参见图5），来实现更严格的环境控制。图 2：晶格结构变化溶液处理技术已被成功应用于生成具有均匀表面覆盖的致密钙钛矿薄膜。然而，这些薄膜的晶粒通常非常细小，导致晶界损失增加，从而降低了光转换效率。为了解决这个问题，研究人员开发出苄基硫代酸根(GUTS)的前驱体处理方法，以增加薄膜的晶粒尺寸。左侧图片中，我们可以看到未经处理的MAPbI3薄膜的形貌，右侧图片是使用GUTS/异丙醇溶液(4 mg/ml,GUTS-4)处理后的薄膜的形貌图。可见通过处理以后，已成功地将平均晶粒尺寸从纳米级别提升到了微米级别。此外，使用GUTS-4处理的薄膜制备的太阳能电池的功率转换效率比未处理的薄膜高出约2%。扫描尺寸5微米5。1.2测量电和功能化响应光伏机制研究在很大程度上依赖于大量的光电数据，以全面理解其工作原理。钙钛矿薄膜的多晶结构极大地推动了在微观和纳米尺度上进行测量的能力。AFM的高分辨率电学测试技术能够揭示电荷传输、捕获和复合等过程以及相关行为。当在配置了样品照明功能的AFM上进行实验时，这些技术的作用更为明显。多模态和其他类似的研究方法也为我们提供了深入理解光伏材料的可能性。这些方法包括使用多种原子力显微镜模式（如KPFM、CAFM、EFM）以及其他表征工具，如扫描和透射电子显微镜（SEM和TEM）、光致发光（PL）和拉曼光谱，以获取获取多维度的数据。如图3（KPFM，CAFM和TEM）和图4（CAFM，KPFM和PL）所示。1.21导电模式（CAFM)测电流导电原子力显微镜（CAFM，在照明下实验时，称为光电导AFM（pcAFM））是常用的AFM电学检测模式。它们都利用导电探针来感知施加了直流偏压的样品中的电流。通过接触扫描或快速力图成像，可以获得局部电流图，进而揭示光诱导的载流子迁移变化、光电导率的局部变化以及其他相关性质。为了避免信号伪影，可以在pcAFM测量期间停用AFM检测激光。而改变测试参数，如偏置电压、照明强度、波长或极化，则可以提供更深入的信息。CAFM和pcAFM也可以获得具有纳米级分辨率的电流-电压（I-V）曲线。只需将探针移动到在用户自定义的位置，并在接触模式下施加偏置电压，就可以测量到电流。得到的I-V曲线可以揭示电荷的生成和注入、接触电阻以及退火或其他处理流程的影响等方面（图3）。由于CAFM和pcAFM在纳米级高分辨电流图方面表现出色，因此对AFM的能力提出更多特殊要求。例如，测量需要高灵敏度和低噪声，因为电流可以跨越六个数量级（皮安到微安）。此外，定量探针-样品的接触面积也需要先校准悬臂梁弹簧常数，完成这些校正之后，就能精确测量和控制施加的力了；如果没有高灵敏度，这些校正将难以完成。1.2.2 静电力（EFM)/开尔文探针力（KPFM)模式测电场静电力显微镜（EFM）和开尔文探针力显微镜（KPFM）是评估光电响应的另外两种独特模式。它们拥有纳米级的空间分辨率，能够深入探究单个晶粒、晶界以及晶粒之间的微观变化。EFM和KPFM都基于轻敲模式运行的，所以可以近似反映开路时的行为。EFM主要感知由长程静电力梯度引起的电场变化，因此对于检测嵌入导体或表面电荷不均引起的电容变化非常敏感。它通常是一种快速简易的方法，可以用来定性地获得电场和电容之间的对比。为了减少形貌变化的干扰，可以使用双通道扫描技术进行EFM扫描。相比之下，KPFM感知的是探针和样品之间的接触电势差（图3和4）。KPFM最关键的优点是能够定量测量功函数，这是许多光伏系统中电势变化的根本原因。使用KPFM进行功函数的纳米级成像可以得到关于能带弯曲、掺杂剂密度和光诱导变化相关的详细信息。KPFM通常采用双通道振幅调制（AM）方法进行操作，类似于EFM，但也可以在单通道频率调制（FM）模式下操作。FM-KPFM通常具有更高的空间分辨率，并包含来自悬臂梁高阶谐波响应的其他信息。图 3：研究晶界处的离子迁移钙钛矿材料具有许多令人着迷的性能特点，如磁滞和热电效应等，其背后的机制尚待深入分析。本图展示了多晶MAPbI3薄膜的表面电势（KPFM）与形貌结构的叠加。通过透射电镜获得的晶体学取向（未在此图中显示）与表面电势的关联性揭示了一个有趣的趋势：具有较大电位差异的晶粒之间的边界角度比那些具有较小电位差异的晶粒间的边界角度更高（如图中的△）。使用CAFM获取的局部I-V曲线显示出在高角度晶粒边界处存在较强的暗流磁滞，但在低角度边界处几乎没有磁滞。(蓝色和红色箭头分别代表加压和降压各一次)。这些结果表明，晶粒边界处的迁移速度远快于晶内迁移，并且对晶内迁移起到了主导作用。通过MFP-3D AFM获取，扫描范围为2微米6。图 4：关联局部光学和纳米电学特性理解钙钛矿材料空间异质性的起源对于提升光电转化效率至关重要。这项研究中，甲基铵铅溴化物(CH3NH3PbBr3或MAPbBr3) 沉积在玻璃(Glass) /碲化镉（ITO） /聚(3,4-亚乙基二氧硫)聚苯乙烯（PEDOT:PSS)等基底上制备薄膜。样品被安装在AFM样品并通过488nm激光束激发，生成局部相对光致发光(PL)强度图。通过CAFM获取的注入电流图像（偏压为+3.2 V）显示的行为与PL强度无关。尽管这些样品的形貌结构相似，但在虚线、点线和实线曲线表示的区域中，PL响应从暗到亮分别为高、中和低。此外，FM-KPFM表面电位图像并未显示出任何相关性。这一结果与裸玻璃上制备的MAPbBr3薄膜的结果形形成鲜明对比，表明异质性的来源并非在薄膜内部，而是在电极-膜界面上。使用MFP-3D AFM获取，扫描范围为7微米7。1.2.3压电力模式（PFM)表征铁电性此外，钙钛矿中的铁电性质可能会对光伏器件的性能有着多样化的影响。例如，极化场可以更有效地分离电子空穴对，带电的畴壁也可以作为额外的导电通路。铁电性还可以扮演开关功能，从而可以通过偏压控制光电流的方向。然而，我们对于特定反应条件和所得铁电性质之间关系的理解不足，阻碍了进一步探究这些行为如何影响器件性能的脚步。因此，提高表征能力，特别是在畴和晶粒大小这个关键尺度的表征水平，变得尤为重要。压电力显微镜（PFM）是表征铁电性质的强大技术。它对于静态和动态行为（例如畴的结构、生长和极化反转）的纳米级探索非常有用。通过测量机电响应以及形貌，PFM可以深入探究功能特征与结构-性质关系（图5）。在薄膜上进行PFM测量时，需要施加足够高的电压以获得良好的信噪比，但同时也要避免引起极化激活甚至损坏样品。为解决这个问题，推荐在悬臂梁的接触共振频率附近操作，这样可以在较低的驱动电压下实现更高的灵敏度，而牛津仪器Asylum系列的AFM标配该技术。图 5：检测材料铁弹性质通过溶剂退火制备MAPbI3(CH3NH3PbI3)薄膜的形貌图(左)显示，该薄膜是具有阶梯结构的微米级晶粒。相应的垂直PFM振幅图（右）在300 kHz（接近共振频率）处以+2.5V AC偏压获取，观察到了在形貌中不存在的规律间隔条纹畴，相邻畴的方向变化为90°。PFM图中红蓝色线段表明条纹呈周期性变化，范围约从100到350 nm。这表明该薄膜具有铁弹性质，其畴结构依赖于薄膜纹理和特定的制备路线。样品置于氮气环境保护，通过手套箱中的MFP-3D AFM获取的，扫描范围为7微米8。1.3界面层工程在太阳能电池的构造中，最基础的模型仅由两个电极间和中间钙钛矿吸收层构成。然而，为进一步提升电池的性能，通常需要引入其他的层次。在这个过程中，AFM展现出了独特的技术优势，它能够独立或与其他设备协同工作，对各层进行精确的表征。我们可以使用AFM导电探针从顶部接触器件，重构出平面视图来获取电导相关信息，或者在横截面中研究跨界面的行为。表面粗糙度等信息可以通过界面层的纳米尺度形貌成像获取；粗糙度会直接影响层与层之间的粘附性，并展现有机薄膜的相分离和分散等形态特征。CAFM和pcAFM等电学模式也具备广泛的应用价值，例如评估导电均匀性或识别电荷捕获或复合区域。KPFM表征因其对表面接触电势和功函数的敏感性而特别有益。由于设计界面层的目的通常是为了为载流子创造更有利的路径，使其远离吸收体并靠近电极，因此进行仔细选择，确保每个界面处的能级对齐，将从原理层面提高材料的性能。这一过程中，KPFM能够对带弯曲和功函数的空间变化进行成像（图6），为载流子路线的选择提供有益的反馈。图 6：通过多层堆叠改善稳定性为了更有效地利用电子传输层（ETLs），需要对其属性进行更好的控制。研究人员在NiOx上的MAPbI3(CH3NH3PbI3)薄膜上获取了表面电势图，在添加苯基-C71-丁酸甲基酯(PC70BM)和罗丹明101(Rh)层之前和之后获得的图显示了差异。通过钝化钙钛矿晶粒边界缺陷，Rh层显著减少了电势的空间变化。诱导表面光电压的结果显示，附加层降低了表面电势并减少了ETL/阳极界面处的带弯曲。这些结果有助于解释为什么带有Rh层设备的效率和稳定性会增加。在MFP-3D AFM上用双通道KPFM模式获取，扫描范围为1微米9。牛津仪器AFM特点1：软硬件设计与优化微观尺度的导电性能指导了材料设计方向，是光伏领域最常见的表征手段。要实现高分辨率，高灵敏度的电流测量范围，MFP-3D和Cypher系列采用了独特的ORCA模块。Orca在悬臂梁夹具中，集成了一个低噪声传输阻抗放大器，其操作范围从约1 pA到20 nA，并提供了多种增益选项。而更高级的双增益ORCA附件时，会同时激活两个独立的放大器，可以确保在更广泛的电流范围内进行高分辨率测量（约1 pA至10μA）。此外，软件中的Eclipse Mode通过双通道方法改善了Asylum AFMs上的光电流测量精度，并减少了光诱导伪影。其原理是，在第一次扫描中，以接触模式获取形貌信息。然后在第二次扫描中关闭AFM的检测激光，并在相同高度执行pcAFM测量。这时候探针所检测到的信号全部来自样本本征激发，不会耦合检测激光可能造成的光诱导。 同样，Asylum系列标配的GetReal功能使得对探针-样品接触力的理解和测量更加简单和精确。这个功能很轻易在采集软件的界面处找到，用户只需点击一下，就可以自动校准悬臂梁弹簧常数和光杠杆灵敏度，而无需接触样品；对于一些罕见探针，也可以通过输入探针形貌长宽特征的方式进行计算拟合。这个功能大大简化了传统的校正方式，促进力学领域相关探索。基于上述对软硬件的持续升级，电噪声屏蔽和力的精确控制能力大幅加强。Cypher系列和Jupiter提供了新的快速电流成像模式，为柔软或脆性材料提供了强大的电流成像功能。当扫描速率高达1 kHz（Cypher系列）时，可以在不到10分钟内获取256×256像素的数据，且每个像素都包含完整的电流和力曲线信息，方便进一步分析处理。而在铁电研究领域，所有的Asylum Research AFMs都配备了高灵敏度、用于共振增强PFM测量的软件，其中包括双AC共振跟踪（DART）模式或Band Excitation选项。两个（或更多）追踪频率的引入可以减小由于形貌起伏带来的接触共振频率变化，确保针尖信号与形貌变化无关。DART模式扩大样品选取范围，使得形貌对结果的干扰降低了，同时减小了接触共振对探针-样品的磨损。压电响应的另一个问题就是新型材料（如氧化铪）的压电系数太小了，即使是AFM善于在纳米尺度观测突变，也很难实现清晰，高信噪比的扫描。所以牛津仪器Asylum Research针对性提供高压PFM模块。对于MFP-3D Origin+ AFM为±220 V，对于MFP-3D 和Cypher系列AFMs为±150 V，让原本皮米级别的响应变得更清晰可见。牛津仪器AFM特点2：优秀的环境控制许多材料会不可逆转地受到表面与周围氧气或水蒸气的影响，这可能导致样品退化或测量结果不可靠。在新能源与锂电池领域，保护样品，防止环境因素产生不可控变化显得显得尤为重要。对于MFP-3D系列AFM，可以使用封闭的流体腔来实现环境隔离。而对于Cypher ES AFM，则可以使用液体/灌注专用holder来实现环境隔离。这类设计可以确保在测量过程中，样品不会同周围的环境之间有任何直接接触，从而保证材料的原始状态，提高测量结果的准确性和可靠性。而通过更换载物台（PolyHeater或者CoolerHeater），可以实现对样品最低从0°C到最高250°C的环境温度控制。如果样品在大气下极不稳定，需要更极致的环境隔离方案，则可以选择将AFM整机置于充满保护气体的环境中进行测试。Turnkey Glovebox Solutions为MFP-3D和Cypher系列AFM提供了完全的环境隔离解决方案。牛津仪器AFM特点3：MFP-3D 对于光伏领域的特别支持为了适应愈发灵活的光伏检测体系，并改进对光活性材料系统的表征，MFP-3D AFM有特别的选配方案，并构建了一个灵活的光伏一站式平台。这个平台通过将可定制的样品照明激发模块，安装在AFM的底部，然后在MFP-3D已有的各种测试功能中集成照射样品激发功能，使得可以在多种AFM模式和环境中进行高分辨率表征。其参数及特点包括：光纤耦合LED允许最大照度 1太阳，照度控制步长为1％（如图7所示）支持商用的适配器板，可以轻松容纳外部光源，例如Hg-Xe灯开放式设计允许在光路中插入Ø 1〞组件，例如滤光片、偏振器和光阑快速释放适配器可让您在几秒钟内在多个光源和光纤之间切换与MFP-3D 所有的环控附件完美兼容，包括加热、冷却和湿度控制等MFP-3D PV（Photovoltaics）选配的光学元件放置在样品台下面的底座，带有铰链门，便于用内置的LED灯照明样品。样品可以用MFP-3D附随的LED照明器或是用户自己提供的光源照明。通过具有可调节聚焦的透镜将光聚焦到样品上，从而适应一系列不同厚度的样品。同时，插入点允许添加滤镜、偏振器和其他组件获得额外的实验灵活性。使用光伏选配方案，为可视化纳米尺度实时光电响应与定量分析光激发提供了有力的支持。在对新型光伏材料表征技术不断提出新需求的当下，建立了多模态联用的新思路。图 7：氧化铟锡（ITO）衬底上退火的聚(3-己基噻吩)和苯基-C61-丁酸甲酯（P3HT:PCBM）体异质结层使用了ORCA模式，在-1V的偏压下对体异质结层样品进行成像。在测量过程中，打开和关闭530nm的照明光源，同时以1%的增量增加强度（全功率约为0.9 W/cm² ）。图像的横截面显示了测量电流对光强度的依赖性，并且对光强度的微小变化具有很高的灵敏度。2 有机半导体以聚合物和有机小分子为基础的有机太阳能电池，作为下一代光伏技术，具有广阔的前景。其原料来源广泛，绿色环保，性能优秀，且可通过低成本的处理技术（如溶液处理或蒸镀）进行制造。目前，这些电池已达到最低的商用转换效率标准（10%）, 而要继续推进商业化，关键是增加电池寿命，突破只有几年的服役时长障碍 10。因此，理解其性能如何因光线、热量和其他环境因素而退化至关重要。AFM可以从微观尺度测量设备局部结构和性能变化等重要信息，有助于解决上述问题11。2.1体异质结（BHJ）形貌成像有机太阳能电池通常使用体异质结（BHJ）光吸收剂，这是一种自组装的纳米网络结构，由给体和受体材料组成。其转化效率强烈依赖于网络的特定相分离和连通性，不幸的是，现阶段预测给定合成路线所生成的结构，都仍然具有挑战性。更不用说，探究形态是如何通过各种老化机制发生改变的难题。因此，表征BHJ薄膜的微纳米尺度的形态，探究其中关联性是至关重要的。扫描电子显微镜（SEM）是一种广泛使用的选择，但要保证足够清晰的对比度通常会造成样品损伤。而AFM成像几乎是无损的，可以在各种环境条件下，揭示BHJ组分的大小和分散性，并探索处理流程中变量（例如溶剂蒸发速率和退火）的影响。（图8）。有机材料上的形貌图通常在轻敲模式下扫描，这种模式施加的横向和垂直作用力极其温和。较低的力不仅可以减小样品损伤，而且由于较小的探针-样品接触面积，还可以实现更高的空间分辨率。如果使用非常小的悬臂梁配合新型快速扫描AFM，则可以控制低至亚皮牛级的力，这对于易变形的脆性聚合物非常有帮助。BHJ形态也可以用感知力学性质的AFM模式进行表征。例如，轻敲模式的相位图可以区分在混合物不同组分之间精细的结构细节。通过力曲线获得的弹性模量图还可以显示相分离和分散（图9）。其他纳米力学模式不仅可以进行快速定性成像，而且还可以定量测量弹性和粘性响应。特别是，新型双模轻敲技术（例如AM-FM模式）可以实现高分辨率的快速成像14。图 8：氟化调节性能在共轭聚合物主链中用氟代替氢可以提高转化效率和耐用性。在这里，就探究这种效果进对四个窄带隙聚合物进行了系统研究：PF-0无氟，PF-1a和PF-1b具有中剂量氟和不同的区域选择性，而PF-2具有最多的氟12。使用不同剂量溶剂添加剂DIO获得了聚合物/PC70BM的溶液处理薄膜。PF-1a混合物的形貌图表明，少量的DIO增加了相分离，从而提高了功率转换效率，但更高DIO浓度产生了次优形态。图像显示，所有四个混合物的均方根粗糙度随着氟含量的增加而增加，这可能是因为团聚增强了。通过MFP-3D AFM在轻敲模式下获得，扫描范围为5微米12。图 9：评估分子量效应本研究旨在探究不同聚合物链数平均分子量的PDPP4T-TT和苯基-C61-丁酸甲基酯(PCBM)混合物薄膜的杨氏模量分布。通过力曲线成像获取的分布图，可以区分出BHJ相。其中较低的模量对应于PDPP4T-TT，较高的模量对应于PCBM(插图显示了相应的轻敲模式形貌图)。对于中等分子量的薄膜观察到的大片PCBM域表明，在旋铸过程中通过垂直分离而产生的富含PCBM的表面。这个结果可以解释使用这种薄膜制造的晶体管测量到的异常低的串联电阻值。相比之下，其他薄膜中的相看起来很好地混合在一起，从而产生了具有更高的串联电阻。通过Cypher AFM获取，扫描范围为3微米13。2.2 纳米尺度光电响应成像理解有机半导体的电荷注入、传输、捕获和复合仍然是提高效率并减少性能退化的研究关键点。AFM在纳米尺度的光响应成像可以提供有关潜在机制的宝贵信息，并精确定位BHJ中每个过程发生的地点。使用CAFM和pcAFM对有机半导体成像可以在纳米尺度呈现，供体-受体混合物中获得光电流的状态和电荷传输网络。这些模式因此可以帮助确定微观结构各向异性、光强度或其他参数在光电转换中扮演的角色（图10）。然而，有机半导体的脆弱和相对柔软的特性使其容易受到传统接触式（CAFM和pcAFM）施加横向力的影响。同时，接触模式对样品和针尖的磨损会影响测量电流的稳定性，让数据难以重复，使图像的解释变得更加复杂。为了解决这些问题，近年来已经发展出了快速电流成像技术。快速电流成像技术会驱动悬臂梁在垂向上进行连续正弦运动，同时在横向方向进行移动扫描，最终形成一个快速力曲线阵列并在每一个点都记录了测量电流。当在光照下测量时，可以轻易地将形貌和电流数据相关联，从而揭示出局部结构-性质关系。事实上，只要保存过时间对电流和探针偏转的完整曲线，研究者们还可以通过软件对数据进行更高阶的分析。EFM和KPFM为有机半导体的电学表征提供了许多优势。使用EFM测量电容梯度的局部变化或使用KPFM测量表面电势，可以探索优化器件性能或提高长期稳定性的方法。这些基于非接触性质的模式大大减小了由探针功函数产生的能量屏障效应，因此可以实现开路响应的测量。然而，由于双通道扫描需要每行数据都扫描两次才能获得EFM和KPFM图像，这需要花费好几分钟的时间，所以它们更适合研究相对较慢的过程。对于更快的过程，例如毫秒到秒级别的电荷注入和载流子扩散，可能需要使用其他的电学模式进行研究。例如，FM-EFM以及悬臂梁振荡成像等技术，通过测量功率耗散和电荷捕获的局部变化，来研究光化学降解过程15。此外，还有一些更高阶的方法，如时间分辨EFM和混频KPFM，已经能够对有机半导体和钙钛矿中的局部载流子寿命、光诱导充电速率以及热退火效应进行动态研究15,16。尽管这些技术并非常规AFM的标准配置，但它们却突显了Asylum AFM基于开源软件平台的优势。事实上，Asylum的所有AFM都提供了开放控制架构，为优化数据采集和分析程序提供了无限可能，例如将测量与照明同步启动然后自动化批处理数据。图 10：探索P3HT:PCBM中光电流的异质性本研究测量了聚(3-己基噻吩) (P3HT)和PCBM混合物中的pcAFM电流图像，图像显示了具有较高和较低电导率的区域。并在暗处和照明时(~0.09 W/cm2, 530 nm)测量了画圈位置的I-V曲线。在这两种情况下，电流都随着电压低于-0.3 V时而增加，然后在正偏压下过渡到更高的电阻。其中一些位置，电流量取决于照明条件（黑色和蓝色圆圈），而在另一些位置（绿色圆圈）始终很高。使用PV选配方案和ORCA附件在MFP-3D AFM上获取，扫描范围为1微米17。。2.3 优化中间层有机太阳能电池通常包含附加层，用于提取和接收电荷以及控制表面重组。为了优化性能，先期使用AFM获得的纳米尺度信息，来设计界面层是不可或缺的步骤。例如，形貌图可以评估由于中间层加入而引起的BHJ形态变化，这将会影响载流子复合效率17。此外，EFM和KPFM的跨界面成像可以提供设计中间层所需的信息，使得中间层能够更好地排列从光吸收器到电极的电场和能级。中间层可以通过翻转几何形状或完全封装等方法来提高器件的稳定性。而要模拟设备失效和老化，环境控制功能十分重要，环控功能允许器件被惰性气体包围，并在现实或增强湿度条件下进行实验（图11）。温控是AFM环境控制的另一个重要方面；使用专门的载物台架可以实现高达几百度稳定、精确的温度变化。基于AFM环控功能在微观尺度对于设备稳定性和寿命研究，将推进设备商用化的进程。图 11：表征湿度相关效应P型金属氧化物可以作为有机太阳能电池中有效的空穴提取层，但不同环境条件对它们电学性能的影响尚不完全了解。本研究探究多晶NiOx薄膜在不同环境条件下的电学性能。KPFM结果发现在相对湿度变化时，表面电势呈现出纳米级空间变化。随着相对湿度的增加，表面电势的平均值降低，而形貌特征的平均尺寸增大。这种行为与水在薄膜表面吸附而导致的电荷屏蔽相一致。观察到的表面电势空间不规则性最可能是由于对暴露的不同取向晶粒的不均匀化学吸附引起的。通过Cypher AFM上获取，扫描范围为1微米。数据来源于橡树岭国家实验室纳米材料科学中心18。总结光伏技术的发展正逐渐满足世界日益增长的能源需求。基于钙钛矿和有机半导体的器件也迸发了更多的可能。实现原料丰富、低成本的可再生能源技术已经近在眼前，然而，要实现这一目标，我们需要更先进的表征手段来改进下一代光伏材料。牛津仪器AFM提供了多样模式，可以在黑暗和可变照明下呈现设备纳米级结构和功能响应。结合更高的空间分辨率、更快的成像速度和更完善的环境控制，这些优势将使AFM成为光伏领域不可或缺的工具。通过使用AFM，我们可以更好地了解光伏材料的性能和稳定性，从而为新一代光伏技术的研发提供有力支持。了解更多Asylum网站列举了AFM在常见研究方向中的应用。这些页面包括相关的应用笔记，网络研讨会和选定的出版物。详情请查看：“原子力为纳米尺度电学表征添砖加瓦” –http://AFM.oxinst.com/Nanoelectrical“原子力显微镜对压电铁电研究的进展” – http://AFM.oxinst.com/PFM参考文献1. 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Mejia-Escobar, D. Ramirez, J. F. Montoya, R. Betancur, H.-S. Yoo, N.-G. Park, and F. Jaramillo, Nanoscale 9, 9440 (2017).10. J. R. O’Dea, L. M. Brown, N. Hoepker, J. A. Marohn, and S. Sadewasser, MRS Bull. 37, 642 (2012).11. M. Pfannmoeller, W. Kowalsky, and R. R. Schroeder, Energy Environ. Sci. 6, 2871 (2013).12. J. Yuan, M. J. Ford, Y. Zhang, H. Dong, Z. Li, Y. Li, T.-Q. Nguyen, G. Bazan, and W. Ma, Chem. Mater. 29, 1758 (2017).13. A. Gasperini, X. A. Jeanbourquin, and K. Sivula, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 54, 2245 (2016).14. M. Kocun, A. Labuda, W. Meinhold, I. Revenko, and R. Proksch, ACS Nano 11, 10097 (2017).15. R. Giridharagopal, P. A. Cox, and D. S. Ginger, Acc. Chem. Res. 49, 1769 (2016).16. J. L. Garrett, E. M. Tennyson, M. Hu, J. Huang, J. N. Munday, and M. S. Leite, Nano Lett. 17, 2554 (2017).17.T.-H. Lai, S.-W. Tsang, J. R. Manders, S. Chen, and F. So, Mater. Today 16, 424 (2013).18. C. B. Jacobs, A. V. Ievlev, L. F. Collins, E. S. Muckley, P. C. Joshi, I. N. Ivanov, J. Photonics Energy 6, 038001 (2016).致谢感谢R. Giridharagopal, B. Huey, and H. Phan for valuable discussions and L. Collins, R. Giridharagopal, D. Ginger, A. Gruverman, I. Hermes, B. Huey, J. Huang, I. Ivanov, F. Jaramillo, D. Moerman, N. Pham, Y. Shao, K. Sivula, V. Tiong, H. Wang, S. Weber, and J. Yuan 等人提供的图像支持。

现如今，全球跨国际性的合作已很常见，而有效促进合作更便利的工具就显得尤为重要。为此，Octonus开发了3DDM，这是一款高度精确且灵活的3D数字显微镜，能够让身处不同位置的团队成员在虚拟会议室中同时查看3D物体。而且3DDM还提供各种图像增强选项，使查看者可以使用单个系统快速查看更详细和完整的物体图片。Octonus凭借超过20年生产工业图像处理和分析系统的经验，已为许多项目提供硬件和软件。该公司是重构半透明物体内部结构的光学方法开发以及2-50毫米尺寸物体的精确3D模型开发方面的先驱者。3DDM的含义及工作原理Octonus 3DDM是以Leica Microsystems 的（Wetzlar，德国）M205a立体显微镜为基础。3DDM由一个标准的Leica平台和以下附件组成：一个安装在电动精密滑台上的物体支架，一个定制的LED照明系统以及一对FLIR Grasshopper3 相机。FLIR Grasshopper3相机FLIR Grasshopper3 相机系列将新的CCD和CMOS技术与Point Grey的专利技术相结合，实现了高性能、高质量的成像。其中Grasshopper3 GigE相机系列主要使用Sony CCD传感器和Sony Pregius IMX174传感器。为了创建图像，操作者在3DDM的物体支架上安装了一个样本。操作者可以使用鼠标、键盘或3D操纵杆等标准设备在相机的视野下旋转样本。同时，根据相机和系统的光学孔径调整聚焦驱动装置，从而捕获清晰的3D视频图像。随着被照明的样本在物体支架上旋转，两个FLIR Grasshopper GS3- U3-23S6C-C彩色相机会捕获实时的高质量视频流。PC以压缩视频格式将相机捕获的数据存储为3D视频流或3D/2D图像。它还在图像或视频序列的基础上存储每帧的完整数据集（光学孔径、光照系统和支架的所有数字设置），这使处理实时或录制数据成为可能。在PC上运行的图像分析软件以高十微米的精度测量物体特性。合并的2D/3D模式允许在3D空间中和沿穿透物体的投影面进行测量。3DDM的物体照明和数字增强选项凭借显微镜的多功能LED光源，可通过多种方式照明样本。光源可以同轴提供可见的近红外或紫外照明，到样品的背面，或到侧面，具体取决于其编程。暗视野照明是一种非常适用于捕获天然活体生物样本图片序列的技术，可增强所收集图片的对比度。3DDM还提供各种数字增强选项，使操作者能够捕获细节。这些选项的示例包括：★ 高动态范围成像 (HDRI) 可在原本曝光不佳的区域增强正确捕获的图像细节；★ 12位色调映射在标准显示器上支持精确的HDR图像显示；★ 扩展景深 (EDF) 技术用显示整个聚焦物体的单张照片的分析替代照片序列的分析；★ 自动提高图片分辨率和视野的图像切换算法。3DDM的更多功能虚拟会议室3DDM使用3D电视和立体眼镜来创建虚拟会议室，从而促进全球团队合作。演讲者可以添加经过标注的图像，或通过使用鼠标光标、切换图像、放大和缩小、更改FPS或者添加和删除图层来将同事的注意力引导到重要的细节上。还可以通过3D模型、测量工具和增强现实等计算机生成的输入，对现实世界的元素进行补充。定制3DDM为客户和开发人员提供C++ SDK（软件开发工具包）。该SDK可用于控制系统的光照、光学单元和支架，它还允许对现有图像处理算法进行扩展或添加。后续步骤在不久的将来，Octonus将通过把其相机从2.3 MP 升级到5-12 MP，提高3DDM所捕获的3D视频图像的分辨率。Octonus开发的3DDM中最核心的要素就是FLIR Grasshopper相机它让图像细节捕获的更加清晰让全球各地的团队合作更加紧密

二氧化钛（TiO2）是一种宽禁带N型半导体，其表面受到光的照射时，若光子的能量大于或等于其禁带宽度（波长低于400nm的紫外光），价带的电子将受到激发跃迁至导带，形成自由电子，同时带正电荷的空穴留在价带上，从而产生了电子-空穴对。电子和空穴分别发生氧化和还原反应，使反应体系中的原子基团被催化分解，完成光催化的功能。因此TiO2纳米颗粒有良好的光催化功能。但是因为TiO2纳米颗粒吸收截面非常小，所以光激发产生的电子与空穴复合率高，导致光催化效率降低。如何提高TiO2纳米颗粒对近紫外光的吸收截面是提升其光催化性能的一条重要途径。 通过研究发现，加入贵金属纳米颗粒可以提高电荷转移的效率，降低电子与空穴的复合率，从而提高其光催化性能。其可能的原因是贵金属纳米颗粒与光相互作用时表面产生等离子体共振，完成了能量传递，增加了光催化能力。 金纳米颗粒（AuNP）增强光催化是当前能源、环境领域的一个研究热点。AuNP和TiO2的复合材料的催化机理已被广泛研究，反应过程中对表面电荷的分布进行观察可以有效阐明催化过程。原子力显微镜的开尔文探针力显微镜（KPFM）功能是一种将开尔文定律应用于扫描探针显微镜（SPM）的分析技术，不仅可以测量样品的表面形状，还可以测量样品的表面电位分布。 因此，尝试在紫外光照射下的对AuNP和复合材料进行表面KPFM扫描，可表征样品表面上的光致电荷分布（电荷分离）。 利用生物素-链霉亲和素复合物可将AuNP有效结合到TiO2颗粒表面。设计实验，制备两种样品，一种是没有生物素-链霉亲和素复合物的对照样品，以及使用生物素-链霉亲和素复合物的样品，在照射紫外光及不照射紫外光的条件下，分别测量固定在TiO2上的AuNP的表面电位分布，以可视化光致电荷分布。 生物素-链霉亲和素复合物与AuNP作用示意图 AuNP与TiO2 复合材料表面电位分布测量图 岛津SPM-9700HT使用光照射单元通过光纤对样品表面进行紫外光照射 没有生物素-链霉亲和素复合物作用下分散在TiO2表面上的AuNP形貌图与电势分布图 有生物素-链霉亲和素复合物作用下分散在TiO2表面上的AuNP形貌图与电势分布图 从上面两组图可以看出，这两种样品，在紫外光照射时AuNP的相对电位都低于TiO2表面的相对电位。 没有生物素-链霉亲和素复合物（蓝色），有生物素-链霉亲和素复合物（红色）时AuNP对TiO2表面的相对电位统计对比 将两种样品在有紫外光照射和没有紫外光照射情况下的表面电位进行统计分析。白色框图柱表示没有紫外光照射，颜色柱表示有紫外光照射。误差条显示6-7个粒子的测量值的中值±IQR。当AuNP形成组装体时，在紫外光照射下AuNP与TiO2表面的相对电位显着降低。 本实验通过在紫外光照射下通过KPFM测量表面电位分布，实现了固定在TiO2上的AuNP杂化物的光致电荷分布的可视化。这表明使用SPM的KPFM 模式，辅助以光照射单元可以有效地观察光催化是表面的电荷分离情况。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

最近，一项发表在《Nature》杂志一篇题目为“Colorimetric histology using plasmonically active microscope slides”的文章表明:通过在纳米尺度上修改传统显微镜载玻片的表面，生物结构和细胞呈现出一种鲜明的颜色对比，可以用来立即检测疾病。在过去五年里，项目负责人Brian Abbey教授一直在La Trobe大学与联合发明人Eugeniu Balaur博士共同研发这项技术。Abbey教授说:“目前的组织成像方法通常依赖于染色或标记细胞，以便使它们在显微镜下可见。即使有了染色或标记，对病理学家来说，检测癌细胞仍然具有挑战性，有些样本可能会被误诊，尤其是在疾病的非常早期阶段。最近纳米技术的突破使我们能够操纵光与生物组织的相互作用，使异常细胞看起来与健康细胞有不同的颜色。将我们幻灯片上的图像与传统染色法进行比较，就像在看彩色电视，而你之前看到的都是黑白的。”在这项研究中，来自拉La Trobe分子科学研究所的研究人员与Peter MacCallum癌症中心的联合首席研究员、副教授Belinda Parker的团队合作，对新技术进行试验，以帮助诊断非常早期的乳腺癌。这项研究是与来自加文医学研究所、墨尔本皇家医院、奥利维亚牛顿-约翰癌症研究所、墨尔本大学和澳大利亚国立大学的同事合作进行的。目前的技术可能意味着很难区分早期形式的乳腺癌和良性病变，特别是当复杂组织中没有很多形状异常的细胞时。NanoMslide使这种诊断变得更加容易。Parker副教授也是La Trobe大学的兼职副教授,他解释道:“当我第一次在纳米载玻片的显微镜下观察组织时，我非常兴奋，我第一次看到癌细胞突然出现在我面前。它们与周围组织的颜色不同，很容易将它们与周围的细胞区分开来。NanoMslide将补充目前正在使用的现有染色剂，以实现更一致的癌症诊断。基于我们对NanoMslide的初步发现，我们认为这个平台在早期乳腺癌诊断中非常有用，但在其他癌症中，我们只是试图在复杂组织或血液样本中提取一些癌细胞。”Abbey教授的团队能够通过利用墨尔本纳米制造中心提供的开放获取设备和专业知识来开发他们的幻灯片技术，墨尔本纳米制造中心是澳大利亚国家制造设施维多利亚节点的旗舰设施。该团队将与墨尔本纳米制造中心、澳大利亚全国的制造设施网络合作，开始生产更多的玻片，以进入市场，并解决广泛的医疗和非医疗成像问题。拉筹伯大学副校长John Dewar AO教授表示:“纳米玻片的发明及其在改进癌症诊断中的应用凸显了拉筹伯大学这样的大学在研究创新方面发挥的重要作用，而这些研究创新有能力改善人们的生活。随着这一非凡的发明从一个辉煌的概念转化为一个可能挽救生命的解决方案，La Trobe已经证明，当卓越的研究创新与强大的行业合作伙伴结合在一起时，可以实现什么。”

纵观人类发展的历史，我们不难发现，生产技术每一次的革新都离不开材料的突破，材料决定了社会发展的进程。在这材料中，新能源材料与功能材料扮演着重要的角色。随着科技的发展，传统的不可再生能源已不能满足需求，需要发展像太阳能、氢能、核能、风能等新能源；单一功能的材料也不能满足发展的要求了，需要开发出具有特殊、多功能性的新材料，如万能材料石墨烯、碳纳米管以及具有无限可能的高分子材料。 扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy，SPM）是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜（原子力显微镜、静电力显微镜、磁力显微镜、扫描离子电导显微镜、扫描电化学显微镜等）的统称。它可以实现材料表面的结构与性质的测量，如对材料表面的形貌、粗糙度、电流电势分布以及磁畴分布情况进行测量，可以说它是材料科学领域中一个不可或缺的表征仪器。 岛津公司作为全球著名的分析仪器厂商，自1875年创业以来，始终坚持 “以科学技术向社会做贡献”的创业宗旨、努力实现“为了人类和地球的健康”之愿望，不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术。扫描探针显微镜具有纳米级的分辨率，在生物、医学、材料、微电子等应用学科均有它的用武之地，它在新材料的应用以及今后的新材料发展中发挥着重要作用。为了更好的服务于岛津SPM客户，岛津公司分析中心也开展了新能源及高分子材料的测试分析工作。本文集即是对这一工作的阶段性总结，供相关工作者参考。

原子力显微镜（AFM）是一种表面表征方法。AFM中的关键元件是一个锋利的探针尖端，连接在力传感换能器上。在测量产生的相互作用力的同时，尖端相对于样品进行扫描。作为样品位置函数的映射原则上允许对表面结构进行成像。此外，还可以获得许多其他相互作用，如局部化学力和静电力。此外，将不同刺激整合到AFM测量中的能力（例如，温度依赖性、紫外线照射等）使得能够研究不同的实验效果。按时间顺序，AFM操作可分为两种：静态（也称为接触）和动态模式。接触操作模式依赖于探针的直接偏转测量。通过了解力传感换能器（即悬臂）的弹簧常数，可以直接恢复力。因此，接触模式易于操作，结果直观。然而，局部程度是由尖端和样品之间建立的接触面积定义的，该接触面积可以多达数百纳米正方形。此外，还有机械不稳定性，其中吸引的尖端-样品相互作用克服了悬臂的刚度，也称为跳跃接触。引入了动态操作模式来解决接触模式的局限性。动态操作模式的基本思想依赖于对悬臂的谐波振荡的解调，以控制尖端-样本分离。调幅（AM）是最广泛使用的动态操作模式之一。AM基于振荡的解调以恒定的激励信号驱动悬臂时，激励信号和振荡信号之间的相位差、振幅和/或相位差。仅涉及一个控制回路来控制AM-AFM中恒定激励信号的尖端-样本分离。因此，AM-AFM的使用相对简单。尽管AM-AFM易于实现，但它在机械上受到限制，特别是在真空条件下。更具体地说，振荡幅度的稳定时间与悬臂的质量因子成比例。因此，由于在真空条件下缺乏粘性阻尼，AM调制的使用是不可行的。此外，超出现有AFM硬件能力的机械不稳定性和振幅变化阻碍了传统AM-AFM在真空条件下的使用。AM-AFM的替代品是调频原子力显微镜（FM-AFM），它基于尖端-样品相互作用下悬臂共振频率的解调。FM-AFM消除了AM-AFM的限制；然而，它需要一个相对复杂的控制架构，因为激励信号由于尖端-样本相互作用而变化。FM-AFM通常在真空条件下使用，因为信噪比随着高质量因子的提高而提高；然而，它也可以在环境下甚至在液体环境中使用。FM-AFM能够以高分辨率测量尖端-样本相互作用力，即作用力为皮牛顿，距离为皮米。此外，随着原子工程尖端的最新进展，有可能评估不同原子侧的直接化学表征。除了FM-AFM的精确力和距离控制外，FM-AFM还利用其时间分辨测量的潜力覆盖了AM-AFM，其中尖端-样本相互作用力是作为时间的函数测量的。然而，已经从理论上证明并通过实验验证了基于FM的测量的时间分辨率不受机械限制。在这里，科研人员展示了具有新的硬件和软件集成的商业原子力显微镜系统的定制。尽管最初的设置，VEECO的EnviroScope扫描探针显微镜（SPM）带有NanoScope®IIIa控制器，具有用户友好的功能（例如，易于访问样品和尖端以及样品和/或尖端的温度控制），但它只能进行接触模式和基于AM AFM的形貌测量，并具有原始的力谱能力。我们实现了一个锁相环、一个高压放大器和一个新的显微镜控制器，用于FM-AFM的自动测量。我们用环境条件下的实验来说明我们的定制。更具体地说，我们进行了FM-AFM形貌实验、接触电势差测量、基于FM AFM的力谱测量、时间分辨原子力显微镜测量和跨台阶边缘的二维力谱测量。尽管每个商业系统都有自己的特点（例如，驱动步进电机进行粗略处理，访问所有数据信号以及高压信号的能力，以及用于样本定位的摄像头连接），但许多（商业）系统也可以进行类似的升级/定制。因此，我们相信我们的方法将对其他扫描探针显微镜有用。

• James Keerfot• Vladimir V Korolkov原子力显微镜（AFM）是一种测量探针和样品之间作用力的技术，它不仅可用于测量纳米级分辨率的表面形貌，还可用于绘制和操作可使用纳米级探针处理的一系列性能。在这里，我们只谈到了最先进的AFM在层状材料研究中的一些能力。我们希望探索的第一个例子是如何使用AFM来研究垂直异质结构中的层的注册表，这会产生许多有趣的现象[1，2]。根据层间和层内的结合、晶格周期和两个重叠薄片角度的对称性和失配，可以观察到单层石墨烯（SLG）和六方氮化硼（hBN）[3]之间的莫尔图案或扭曲控制的双层二硫化钼（2L-MoS2（0°））[4]中的原子重建等特征。在图1中，我们展示了我们的FX40自动AFM如何使用导电AFM（C-AFM）和侧向力显微镜（LFM）来测量这些特征。这两种技术都源于接触模式AFM，其中悬臂由于排斥力而产生的偏转用于通过反馈回路跟踪表面形貌。LFM测量探针在垂直于悬臂梁的方向上扫描时的横向偏转，而C-AFM绘制尖端样品结处恒定电压和力下的电流图。除了传统的形貌通道外，AFM还使用这些模式，为研究垂直异质结构中层间扭曲和应变影响的研究人员提供了“莫尔测量”。图1:Park Systems的FX40自动AFM（a）用于使用LFM（c）和c-AFM（d）测量hBN和单层石墨烯（b）之间的莫尔图案。对于具有边缘扭曲角和有利的层间结合的样品，可以测量原子重建，这是石墨上平行堆叠的双层MoS2的情况（e）。与莫尔图案一样，在这种情况下，由于重建，可以使用LFM（f）和C-AFM（g）测量不同配准的区域。除了探索层状材料的形态和注册，原子力显微镜还具有一系列功能模式，可以用纳米尺度的分辨率测量诸如功函数、压电性、铁电性和纳米机械性能等性能。在图2中，我们展示了如何使用单程边带开尔文探针力显微镜（SB-KPFM）[5]来同时绘制尖端和具有不同层厚度的MoS2薄片之间的形态和接触电势差（CPD）。MoS2薄片从聚二甲基硅氧烷（PDMS）转移到Si上，在MoS2和Si之间留下截留的界面污染气泡。通过比较形貌（见图2b）和CPD（见图2c），我们看到由于MoS2层厚度和截留的界面污染物气泡的大小，CPD发生了变化。通过从地形数据中提取相对应变的估计值，该估计值基于尖端水泡相对于平坦基底的行进距离，可以直接将CPD和一系列层厚度的应变关联起来[6]。图2:KPFM是用Multi75E探针和5V的电驱动（VAC）和5kHz的频率（fAC）在硅（天然氧化物）上的MoS2上进行的（a）。对于多层MoS2薄片，同时绘制了形貌图（b）和CPD（c），揭示了由于层厚度和捕获污染物的气泡的存在而导致的CPD对比度。通过从地形图像中提取相对应变的估计值，我们绘制了各种泡罩尺寸和MoS2厚度的相关应变和CPD（d），如图图例所示。在我们的最后一个例子中，我们将研究如何使用原子力显微镜来决定性地操纵层状材料。在图3 a-c中，我们比较了90 nm SiO2/Si中2-3层（L）石墨烯薄片在使用阳极氧化切割之前（见图3b）和之后（见图3c）的横向力显微镜图像，其中尖端使用接触模式保持接触，同时施加40 kHz的10 V AC偏压[7]。除了阳极氧化，原子力显微镜还能够对层状材料进行机械改性。图3d-f中给出了一个这样的例子，其中使用Olympus AC160探针（刚度~26N/m）将聚苯乙烯上的3L-MoS2薄片缩进不同的深度。如图3f的插图所示，压痕深度（使用非接触模式监测）与压痕力密切相关。以这种方式修改局部应变已被证明可以决定性地产生表现出单光子发射的位点[8]。图3：在接触模式（a）下，通过向探针施加AC偏压，对少层石墨烯进行阳极氧化。通过比较（b）之前和（c）之后的LFM图像来证明薄片的确定性切割。也可以在聚苯乙烯上进行几层MoS2的压痕，证明了机械操作（d）。通过非接触模式AFM监测的压痕深度显示，压痕力范围高达~7.2µN。总之，我们已经展示了AFM如何能够提供比表面形貌多得多的信息，并且可以执行的一套功能测量和样品操作过程为关联测量提供了新的机会。易于使用的功能以及使用最佳探针自动重新配置硬件进行功能测量的能力，使Park的FX40特别适合此类调查。References[1] R. Ribeiro-Palau et al. Science 361, 6403, 690 (2018).[2]Y. Cao et al. Nature 556, 80 (2018).[3] C. Woods et al. Nature Phys. 10, 451 (2014).[4]A. Weston et al. Nat. Nanotechnol. 15, 592 (2020).[5] A. Axt et al. Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1809–1819 (2018)[6] E. Alexeev et al. ACS Nano 14, 9, 11110 (2020)[7] H. Li et al. Nano Lett., 18, 12, 8011 (2018)[8] M. R. Rosenberger et al. ACS Nano, 13, 1, 904–912 (2019)原文：Atomic force microscopy for layered materials，Wiley Analytical Science作者简介• 詹姆斯基尔福（James Keerfot）Park Systems UK Ltd, MediCity Nottingham, Nottingham, UK.弗拉基米尔科罗尔科夫（Vladimir V. Korolkov）Park Systems UK Ltd., MediCity Nottingham, UK.弗拉基米尔于2008年获得莫斯科大学化学博士学位。随后，他进入海德堡大学，专攻薄膜的X射线光电子能谱学，随后在诺丁汉大学任职，在那里他发现了自己对扫描探针显微镜（SPM）的热情，并成为SPM技术的坚定拥护者，以揭示纳米级的结构和性能。他率先使用标准悬臂的更高本征模来常规实现分辨率，而以前人们认为分辨率仅限于STM和UHV-STM。弗拉基米尔目前发表了40多篇科学论文，其中包括几篇在《自然》杂志上发表的论文。尽管截至2018年，他的专业知识为SPM技术的产业发展做出了贡献，但他的工作仍在激励和影响该领域的学术冒险。

世界卫生组织数据显示，截至5月21日，12个非猴痘流行国家已报告92例猴痘确诊病例和28例疑似病例。世卫组织预测，全球猴痘病例可能会进一步增加。猴痘主要在西非和中非地区流行，非洲大陆之外的首次猴痘疫情于2003年出现在美国。2018年以来，以色列、英国、新加坡等国在来自尼日利亚的旅客中发现猴痘病毒感染者。彩色透射电子显微镜捕获的猴痘病毒颗粒。图源：英国《新科学家》杂志网站目前多国相继报告发现猴痘确诊病例据法新社报道，英国卫生官员5月22日表示，英国每天都出现新增的猴痘病毒感染病例，这种病毒与前往西非旅行无关。据央视新闻客户端，当地时间5月21日，瑞士联邦公共卫生办公室在社交媒体称，瑞士发现了首例猴痘确诊病例。同日，以色列卫生部证实，以色列出现首例猴痘确诊病例。德国慕尼黑联邦国防军微生物研究所5月20日称，德国巴伐利亚州的一名患者感染了猴痘，这是德国证实的首例猴痘病例。当地时间5月20日，澳大利亚维多利亚州卫生部门证实，一位从英国返回该州的人员确诊感染了猴痘病毒。据意大利安莎通讯社报道，意大利5月19日报告了一例猴痘确诊病例。瑞典公共卫生局5月19日发布声明，报告一例猴痘确诊病例。据比利时弗拉芒广播电视台消息，比利时5月19日报告了一例猴痘病例，有关方面正在追踪密切接触者。 当地时间5月19日，加拿大公共卫生署发表声明称，魁北克已确认两例猴痘病例，这是加拿大政府确认的境内首批此类病例。猴痘病毒是什么？如何传播？又如何预防？一起来看看01什么是猴痘？猴痘是一种人畜共患病，1958年在实验动物猴子身上被发现，于1970年初次在人类中发现，主要见于非洲中西部雨林国家。中国疾病预防控制中心传染病所研究员组长俞东征曾在接受环球时报采访时表示，猴痘得名是因为它最早是在猴子身上发现的，但这并不意味着只有猴身上才有猴痘病毒。事实上，猴痘的自然宿主还有很多，松鼠、土拨鼠、兔子等啮齿类动物都是。人感染猴痘的初期症状包括发烧、头痛、肌肉酸痛、背痛、淋巴结肿大等，之后可发展为面部和身体大范围皮疹。多数感染者会在几周内康复，但也有感染者会出现严重疾病。成熟猴痘病毒(左)和未成熟病毒粒子(右) 电子显微镜图像02猴痘病毒如何传播？猴痘和天花是近亲，两者基因组结构非常相似，在生物学特性和致病性上也有很多雷同之处。目前尚无特效的治疗方式。猴痘可以通过病人、疫畜的体液传染。据世界卫生组织官网介绍，猴痘的主要传播方式为直接密切接触和呼出的大量飞沫传播。被已感染的动物咬伤，或直接接触被感染动物的血液、体液、猴痘病损处，或食用未充分煮熟的受感染动物的肉等，都可以实现猴痘病毒由动物感染人类。人类之间的二次传播主要由于密切接触了感染者的呼吸道分泌物、皮肤损伤，或被患者体液或病变组织污染的物品（如患者皮疹破裂后流出的液体沾染的衣物、床单等）。猴痘病毒能在呼吸道飞沫中存在，但通常需要长时间面对面接触才能传播。03如何预防猴痘病毒？因为猴痘病毒和天花病毒同属一个病毒家族，针对天花病毒的疫苗对猴痘病毒也有保护效力，接种天花疫苗对预防猴痘的效果约为85%。常见的家用消毒剂可以杀死猴痘病毒。照顾患者时建议穿上防护装备。世卫组织强调，为降低感染风险，在猴痘病毒流行地区应避免与野生动物接触，特别是避免在无防护情况下接触患病或死亡动物的肉、血液或其他部位，食用肉类必须彻底煮熟。大家不需要太过紧张，日常保持良好的手卫生（例如用肥皂和水洗手，或使用酒精类洗手液），避免食用野味，避免接触来历不明的动物，即可有效预防。信息来源：深圳特区报、新华社、央视网

锂离子电池是一种可充电蓄电池，其通过从活性材料的结构中解吸/插入Li+来充电/放电。从制作工艺而言，锂电池正极由活性材料、导电剂、粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等多相物质混合制成。这其中，对于提高性能和质量控制，最重要的是活性材料、粘合剂和导电添加剂的工作状态和分布状态。图1 锂电池充放电示意图目前应用最为广泛的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂等。其中高镍三元锂离子电池正极材料NCM（锂镍锰钴氧化物；Li(Ni-Co-Mn)O2）凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势，成为研究的热点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。为了保证电极具有良好的充放电性能，通常加入一定量的导电剂，在活性材料之间、活性材料与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻，加速电子的移动速率。导电剂的材料、形貌、粒径及含量对电池都有着不同的影响，碳系导电剂从类型上可以分为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维和石墨烯。常用的锂电池导电剂可以分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。锂电池粘结剂是一种将活性材料粘附在集流体上的高分子化合物。专门用于粘结和固定电极活性材料，增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触，更好地稳定极片的结构。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种具有高介电常数的聚合物材料，具有良好的化学稳定性和温度特性，具有优良的机械性能和加工性，对提高粘结性能有积极的作用，被广泛应用于锂离子电池中，作为正负极粘结剂。另一方面，正极中的这三种主要物质的分布状态和工作状态决定了锂电池的充放电性能。最常遇到的不利情况包括不导电的粘结剂对活性材料的包裹导致无法参与反应，活性材料颗粒的碎裂导致隔离于反应体系，粘结剂/导电剂分散不均导致一些区域间隙过大使活性材料隔离于反应体系。在这些情况下活性材料成为死的活性材料，不再参与电极反应。图2 正极中各组分存在状态为了更全面地分析，需要结合多种仪器进行。传统上，SEM+EDS可以对正极表面形貌和元素分布。但是局限性也很大，首先，EDS仅是一种定性分析工具，不能对元素进行定量分析，需要更精确的方法；另一方面，SEM仅能观察形貌，无法观测正极的工作状态，需要一种表面电学性能观测的方法。因此本实验使用EPMA电子探针微量分析仪(EPMA-8050G)测量正极的元素分布，使用原子力显微镜(SPM-9700HT)观测表面电流分布状态。通过比较EPMA和SPM相同区域图像来评估正极表面各种组分的工作状态。比较EPMA和SPM在相同区域的分析结果。图3至图5示出了EPMA数据，图6至图8示出了SPM数据。在EPMA结果中，图3是成分图像(COMPO)，图4是C和F分析的叠加图像，图5是Mn、Co、Ni和O分析的叠加图像。因为导电剂和粘结剂都含有C，图4中C的位置是导电剂和粘合剂，因为只有粘合剂（PVDF）含有F，因此F的位置是粘合剂。图5中Mn、Co、Ni和O的重叠位置是活性材料。在SPM图像中，图6是用电流模式下的SPM获得的表面形貌图像，图7是低偏压激励下小电流分布图像，图8是高偏压激励下大电流分布图像。结合图6和图5，对比可知道活性材料的分布与形貌；结合图2，可认为图8中电流区域为为导电剂；同时对比图7和图8，从图7中扣除图8的大电流区域，可认为其他小电流区域为活性材料，即活性材料A区域。但是结合图7和图5 ，可发现有些活性材料在偏压激励下并没有电荷移动（形成电流），因此可判断，未形成电流的活性材料可能是被不导电的粘合剂包裹，或者因破碎和间隙被隔离于反应体系，无法参与充放电，即活性材料B区域。由此实验可见，对于锂电池的研究，结合元素分析工具（EPMA）和电流分析工具（SPM），既可以了解到各种组分的分布，还可以深度了解个部分的工作状态及可能的失效原因，为深入理解锂电池的工作原理与过程提供可行实验方案。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

2022年的春节已接近尾声，科研的小伙伴已经开始忙碌起来了，对于新学期是不是也有新的计划，发一篇sci的文章顺利毕业，脱单flag，头发多一点点，细胞养好，科研项目进展顺利，老师能给买台心仪已久的显微镜；你想知道选择什么种类的显微镜，正置还是倒置，宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜等等，小本本备好，我们开始了。1不同成像原理，不同分辨率的显微镜如何选择显微镜作为生命科学领域研究的必须工具，其结构复杂，配置繁多，根据不同的配置和结构，相应的价格有很大的差异。那很多用户在实际采购过程中，看到长串的配置不知如何去选择，怎么用合理的价格去买到一个完全能够满足自己实验需求的显微镜呢？从今天这期推文开始，将会着重介绍选择显微镜的几个关键核心问题，目的是让用户能够在自己的预算范围内选择出符合自己实验需求的显微镜。首先要知道显微镜从开始诞生发展到现在，主要通过分辨率来划分，分为宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜以及电镜。这一系列显微镜的分辨率从光镜的200纳米到超高与共聚焦的100多到几十纳米再到电镜的0.2纳米。并不是说显微镜的分辨率越高，就越适合我们的研究。分辨率越高，意味着其价格和操作的难度系数是逐级增长的。那我们如何去选择一个适合我们的显微镜呢？要根据老师和用户自己样品的大小去选择。2不同机型的选择我们在根据样品的大小和观察的实验需求，确定了某一类型的显微镜之后。我们需要根据实验样品去选择相对应的合适机型。显微镜的主要机型，根据其光路设计的不同，主要分为体视显微镜、正置显微镜和倒置显微镜。体视显微镜：体视显微镜，是一种具有正像立体感的显微镜，被广泛应用于材料宏观表面观察、失效分析、断口分析等工业领域。以及生物学、医学、农林、工业及海洋生物各部门。因为体视显微镜的光路设计，符合人体眼睛夹角的偏角，所以通过体视显微镜观察物体时，类似于我们眼睛的成像光路，这样会让我们看到立体的图像呈现。正是由于此设计，体视显微镜的分辨率要远低于传统的正置或倒置显微镜。体视显微镜更多的是观察小物体的宏观表象，而不是更为精细的细节。正置显微镜：正置显微镜作为最早诞生的机型它更多的是要配合玻片来对样品实现显微观察。如何来定义正置显微镜呢？显微镜物镜朝下，观察的样品在物镜的下方，这样的显微镜我们称之为正置显微镜。一般适用于的观察样品为：透明样品、薄的样片、生物切片、涂片等。但由于正置显微镜的机械设计，样品位于载物台与物镜中间。低倍物镜齐焦时，与载物台之间的距离大约为三厘米左右。像无法切割的厚样品，类似矿石、零件或者是在孔板、培养皿、培养瓶中培养的细胞，就无法在正置显微镜下进行观察，那由此人们设计了倒置显微镜。倒置显微镜：顾名思义，倒置显微镜与正置显微镜正好相反，那么定义也是相反的，物镜朝上，要观察的样品在物镜的上方，此类显微镜我们称之为倒置显微镜。我们可以看到倒置显微镜，物镜和载物台之间不再放观察的样品，样品是放于载物台的上面，所以样品的厚度就不会受到载物台与物镜之间距离的限制。因此倒置显微镜主要用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察。介绍了三种不同形式的显微镜，相信我们的老师和用户对自己的样品适用于什么类型的显微镜已经有了一个大体的判断。当我们更多的去观察样品的立体结构，对细节和分辨率没有更高追求的时候，我们通常会选择体视显微镜。当我们的样品无法制成玻片或者不能放在玻片上时，我们就去选择倒置显微镜。如果能制成玻片就选择正置。为什么说能制成玻片就去选择正置呢？因为对于倒置显微镜来说，正置显微镜的高倍数观察更方便，比如60X和100X的油镜。同时，因为它的光路要比倒置更短，搭配高分辨率聚光器后分辨率更高，对比度更好。通过我们这期推文的介绍，老师对于选择哪种分辨率水平的显微镜，以及什么类型的显微镜会有一个较为清楚的了解。这些只是我们采购或选择显微镜的第一步，就是我们确定显微镜的类型。针对不同的观察样品，又会有其更为适应的观察方式，又有不同的光源，不同品质的物镜，供我们去选择。欲知后事如何，且听下回分解。｜申请试用｜ECHO 显微镜可以申请试用哦！关注“深蓝云生物科技”公众号，点击“云活动”→“试用中心”即可。

显微镜连接电脑 摄像头连接到显微镜的安装操作显微镜可通过USB接口连接电脑和摄像头，用户可以在电脑进行拍照和录像等操作。显微镜摄像头通过高分辨率的CMOS/CCD传感器捕捉显微镜下的图像，然后通过控制器将图像传输到电脑或其他存储设备中。显微镜摄像系统可以用于观察、记录和分析细胞、组织、微生物等样本的结构和特征。它也可以用于医学、生物学、农业等领域的研究和实验中。MHS900显微镜摄像头显微镜摄像头连接到电脑的安装操作如下：1. 准备显微镜、摄像头和电脑，确保它们都是关闭状态。2. 使用相应的接口将数码显微镜与电脑连接起来，通常情况下会使用USB线或HDMI线，显微镜的USB2.0/3.0接口直接插入电脑对应的USB2.0/3.0接口即可，操作比较简单，插好后打开视频软件就可以使用了。3. 打开显微镜的电源，调整显微镜的焦距，使其清晰。（可以先放一张白色的纸张，调节好距焦。）4. 打开电脑，找到对应的驱动程序并安装，通常可以在显微镜摄像头的说明书上找到。5. 安装完成后，打开显微镜摄像头的软件，通常会在电脑的右下角或任务栏中显示。6. 在软件中选择“连接”或“导入”选项，然后选择要连接的数码显微镜品牌/型号。7. 等待软件与显微镜建立连接，连接成功后，可以在软件中看到显微镜中的图像。8. 可以使用软件进行拍照、录像、测量等操作，同时也可以将图像导出到电脑中进行进一步处理和分析。显微镜摄像系统界面显微镜摄像系统：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH105067/product-C7803-0-0-1.htm显微镜摄像头：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH105067/product-C7803-0-0-1.htm如果您的显微镜需要升级拍照功能和安装，请与我们联系。

液晶电视给我们的生活增添了更多光彩，几乎每家每户都在使用液晶电视获取信息或娱乐消遣。其中增亮膜、反射膜、扩散膜、导光板等是液晶模组的重要组成部分。分光光度计是检查光学组件特性的有利工具，今天我们重点介绍平板液晶电视中反射膜的评估。液晶模组内部结构液晶模组中的反射膜通过将光从导光板反射到正面来提高亮度。因此要求反射膜具有极好的反射特性，从而对光进行有效的利用。反射膜使用日立紫外-可见-近红外分光光度计UH4150搭配5°绝对反射附件、积分球检测器评估液晶显示屏中的反射膜。实验测量了三种反射膜的反射率，结果如图4所示。5°绝对反射附件 三种反射膜的反射光谱各反射膜的光反射率光源：D65视角：2°结果表明，样品C有最高的反射率，可以更好的利用光，增加显示的亮度和效果。日立紫外-可见-近红外分光光度计UH4150具有优异的平行光束特征，确保反射率和透过率的准确测定，大型样品仓和多种多样的附件，满足液晶模组中不同组件的评估。 UH4150公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

显微镜相机助您轻松拍摄高质量的显微镜图像显微镜相机可以将显微镜中观察到的微小物体放大并通过软件进行图像处理和分析，实时显示在电脑或手机屏幕上，让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像。显微镜相机能够满足高级科研应用的各类需求，具有高清晰度、高亮度和高分辨率等优点，让人们更加清晰地观察微观世界。显微镜相机应用领域：1.生命科学：显微镜相机可以用于细胞、组织和器官的结构和功能观察、组织切片、病理学等方面。2.材料科学：显微镜相机可以用于材料分析、表面形貌观察等方面。3.教育科研：显微镜相机可以用于学校实验室、科研机构等场所。针对不同的应用场景和需求，显微镜相机的参数也有所不同，常见的参数包括分辨率、帧率、像素大小等，可以通过显微镜摄像头定制，定制专属的光学参数和软件功能，获得更清晰、更准确的视野。△显微镜USB2.0 CMOS相机USB2.0与CMOS图像传感器相机(USB2.0 Advanced CMOS 相机)；采用USB2.0作为数据传输接口；硬件分辨率横跨1.2M~8.3M等多种 实时8/12位切换，任意ROI尺寸。△显微镜USB3.0 CMOS相机采用Sony Exmor CMOS背照式传感器的C接口CMOS USB3.0相机；传感器采用双层降噪技术，具有超高的灵敏度以及超低噪声；分辨率横跨40万~2000万，图像传输速度快，随相机提供高级视频与图像处理应用软件；广泛用于显微图像的拍摄与记录。△显微镜USB3.0 CCD相机USB3.0接口CCD相机，其感光芯片采用索尼ExView HAD CCD芯片；采用SONY EXview技术的C接口CCD相机，分辨率有1.4M~12M等多种；IR-CU红外窗口，滤除红外，又起保护传感器的作用；在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片；FPGA控制支持长达1分钟长曝光，保证捕获弱荧光图像；可用于弱光或荧光图像的拍摄与分析。△显微镜制冷相机高效制冷模块，大大降低了图像噪声，保证了图像质量的获取。双级专业设计的高性能TE冷却结构，散热速度快；温度任意可控，最高达50度温度降幅，确保在视频或图像噪声小的情况下尽可能高的光电转换量子效率；防结雾结构，确保传感器表面在低温情况下不会防结雾；支持触发操作模式，软件触发或外部触发，支持一次触发采集单张或多张图片。通过数码成像系统，可以直接在电脑上观察图像，还能将所成像在电脑上保存成图片，大大的方便了使用者将图像数据保存的要求，也更加方便了资料数据的管理和编辑。并且能通过专业的软件图像进行调整，标注，拼接，合成，测量等，形成图文文件，可互相传阅。≥≥≥更多显微镜相机款式型号≥≥≥更多显微镜相机款式型号 如需显微镜摄像头定制或者了解更多解决方案，请与我们联系！

相机显微镜是一种将显微镜与专业显微镜相机结合在一起的设备，用于拍摄和记录显微镜下的图像。不仅能够帮助我们观察到微观世界，还能进行参数设置和数据采集，提供定量和定性的数据，也可以将图像投射到大屏幕上，供多人观察与分析，方便多人共览分析，是实验教学、科学研究及医学检验的理想工具。显微镜摄像头MHD800相机显微镜在生命科学领域的应用非常广泛，应用于细胞生物学、分子生物学、遗传学、免疫学等多个领域。例如，在细胞生物学中，显微镜成像系统可以用于观察细胞的结构、形态和功能，以及细胞之间的相互作用。在分子生物学中，显微镜成像系统可以用于观察DNA、RNA和蛋白质等分子的结构和功能。通过测量细胞的大小、形状和数量，我们可以了解细胞生长和分化的规律。通过观察蛋白质的分布和数量，我们可以了解蛋白质的功能和调控机制。明慧MingHui显微镜数码成像系统界面明慧MingHui显微镜数码成像系统功能特点：高分辨率：能够捕捉到更清晰、更准确的图像。自动对焦和自动曝光功能：能够快速准确地捕捉到目标物体。多种观察模式：如明场、暗场、微分干涉、荧光、偏光等，可以满足不同实验需求。配备分析软件：可以对图像进行定量和定性分析，为科学研究提供有力支持。应用广泛：适用于生命科学、医学、材料科学等多个领域的研究。产品清单：显微图像分析软件相机显微镜如果您需要一整套显微镜成像系统或者已有的显微镜需要升级拍照功能和安装，请与我们联系。

|作者：彭金波1,2,† 江颖3,4,††(1 上海交通大学 李政道研究所 )(2 上海交通大学物理与天文学院 )(3 北京大学物理学院 量子材料科学中心 )(4 北京大学轻元素先进材料研究中心 )本文选自《物理》2023年第3期摘要：扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜，其利用尖锐的针尖逐点扫描样品，可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性，改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来，qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平，为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理，然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用，最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。关键词：扫描探针显微镜，原子力显微镜，qPlus力传感器，高分辨成像，原子分辨01原子力显微镜的诞生显微镜是人类认识微观世界的最重要工具之一。光学显微镜的诞生让人们第一次看到了细菌、细胞等用肉眼无法看到的微小物体，从而打开了崭新的世界。然而，由于光学衍射极限的限制，光学显微镜的空间分辨率一般局限于可见光波长的一半左右(约300 nm)，很难用于分辨纳米尺度下更细微的结构，更无法用于观察物质最基本的原子结构排布。要想进一步提高探测的空间分辨率，一种途径是减小探测波的波长，比如扫描电子显微镜就是利用波长更短的电子波来进行成像。另一种途径是采取近场的局域探测，比如近场光学显微镜及其他基于局域相互作用探测的扫描探针显微镜。可以想象，要想获得更高的空间分辨率，就需要对样品的探测更加局域，即“探针”尖端足够尖，最好只有探针和样品最接近的几个原子能够发生相互作用，“感受”到彼此。这种相互作用可以是电子波函数的交叠或者原子作用力等。1981年，Binnig和Rohrer发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope，STM)，STM是基于探测针尖和样品之间的隧道电流来进行空间成像的工具。由于隧道电流正比于针尖尖端几个原子与衬底原子的电子波函数的交叠，对针尖与样品之间的距离非常敏感，因此可以获得原子级的空间分辨率。STM的发明，使得人们可以在实空间直接观察固体表面的原子结构，因此荣获1986年的诺贝尔物理学奖[1]。然而，STM依赖于隧道电流的探测，无法用于扫描绝缘样品，因此使用范围受到了极大的限制。有趣的是，在早期的STM实验中，研究人员发现当针尖和样品比较近而出现隧道电流时，会同时产生较强的相互作用力。Binnig意识到通过测量针尖与样品原子之间的相互作用力也可用来对样品表面成像。1986年，他提出了基于探测针尖和样品之间原子作用力的新型显微镜——原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)[2]，并随后与Quate和Gerber搭建出了第一套可以工作的AFM[3]。三人于2016年获得了Kavli纳米科学奖。AFM是基于针尖与样品之间原子作用力的探测，不需要样品具有导电性，因而可以用于研究包括金属、半导体、绝缘体等多种材料体系，大大弥补了STM的研究局限。此外，AFM还可以在大气和液体环境中工作，具有很好的工况条件和生物体系兼容性。这些优势使得AFM成为纳米科学领域使用最广泛的成像工具之一。然而，AFM并不像STM那样在发明之初就获得了原子级分辨率，而是直到5年之后(1991年)，惰性固体表面的原子分辨成像才得以实现[4，5]。近年来，由于qPlus力传感器的引入，AFM的空间分辨能力得到了极大的提升。通过针尖修饰，人们可以更加容易地获得原子级成像，甚至实现氢原子和化学键的超高分辨成像。接下来，本文将简要介绍常见AFM的基本工作原理，然后着重介绍基于qPlus力传感器的AFM(简称qPlus-AFM)及其在各种体系中的应用，最后展望qPlus-AFM在物理和其他领域的潜在应用和面临的挑战。02常规AFM的原理和工作模式介绍2.1 AFM工作的基本原理目前使用最为广泛的是激光反射式AFM，其典型的结构示意图如图1(a)所示[6]。最核心的部分是力传感器，它一般是一个由微加工技术制备的可以振动的悬臂(常用的材料是硅或者氮化硅)，悬臂的末端有一个与悬臂梁一体的尖锐针尖，悬臂的背面镀有一层金属以达到镜面反射。当一束激光照射到悬臂上，光斑被反射到一个对光斑位置非常敏感的光电探测器上。当针尖扫描样品表面时，由于针尖与样品之间存在相互作用力，悬臂将随样品表面形貌的起伏而产生不同程度的弯曲形变，因而反射光斑的位置也会发生变化。通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。图1 AFM工作的基本原理[6] (a)典型激光反射式AFM的结构示意图；(b)超高真空下针尖与样品的相互作用力Fts及各成分力与针尖—样品距离z的关系2.2 原子力的分类在超高真空环境中，针尖与样品之间的相互作用力(Fts)与针尖—样品距离z之间典型的关系曲线如图1(b)所示。Fts大致可以分为长程力和短程力，长程力通常包括范德瓦耳斯力和静电力等，其衰减长度一般为几纳米或者几十纳米。短程力主要包括来自针尖和样品之间形成化学键的作用力和由于针尖—样品电子云交叠产生的泡利排斥力，其衰减长度一般约为0.1 nm左右。长程力对距离不敏感，很难分辨较小的表面起伏，要想获得较高的空间分辨率，需要让短程力的贡献占主导。在特殊的环境下，针尖和样品之间的相互作用力还包括机械接触力、毛细力、磁场力、卡西米尔力、水合力等。2.3 AFM的主要工作模式AFM有多种工作模式，通常分为静态模式和动态模式，后者包括非接触模式和轻敲模式两种(图2(a))。在静态模式下，针尖以拖拽的形式在样品表面扫描并记录表面的形貌起伏变化，因此也叫接触模式。悬臂的形变量为q=Fts/k (k为悬臂的劲度系数)，为了提高力探测的灵敏度，一般使用较软(k较小)的悬臂。为了避免较大的吸引力引起针尖发生“突跳”现象，静态模式主要工作在短程的排斥力区间(图2(b))，因此空间分辨率较高。但这种模式下针尖和样品之间的相互作用力较大，容易对较软的样品产生破坏。图2 AFM的工作模式[6] (a)接触模式、非接触模式和轻敲模式的示意图；(b)不同模式的大致工作范围(区分并不严格)；(c)悬臂在频率调制和振幅调制模式下的共振曲线。人们也经常把振幅调制模式称为轻敲模式，把频率调制模式称为非接触模式在动态模式下，悬臂被压电陶瓷励振器驱动以共振频率振动，当振幅A足够大使得回复力k∙Amax(Fts)时可以避免“突跳”现象的发生。动态模式有轻敲模式和非接触模式两种。轻敲模式类似于盲人使用手杖行走，其振幅比较大，一般从几纳米到一百多纳米，主要的力的贡献来源于针尖距离样品很近甚至接触的时候。这种模式对样品的损坏小，适用于不同的材料，是目前AFM使用最为广泛的模式。但是这种模式由于包含较多的长程力贡献，因此一般较难获得原子级分辨。此外，由于轻敲模式下振幅较大，测量振幅变化的信噪比较高，这种模式一般使用幅度调制(amplitude modulated，AM)，即以固定频率和振幅的激励信号来驱使悬臂振动，针尖和样品的作用力会引起悬臂振幅(及相对于激励信号的相位)的变化，将测量的振幅(或相位)的变化作为反馈信号可以获取样品表面的形貌信息(图2(c))。非接触模式的振幅一般是几纳米或埃的量级，针尖在振动过程中不会接触样品，因此可以避免对样品的扰动或者破坏。非接触式AFM除了可以使用AM模式外，还能以频率调制(frequency modulated，FM)模式工作。这其实与收音机的AM和FM模式原理类似，只是工作的频段不同。在FM模式下，悬臂保持相位和振幅不变，针尖和样品的作用力引起悬臂振动频率的变化，测量振动频率的变化可以得到样品表面形貌的信息(图2(c))。AM和FM模式下悬臂的共振频率变化的响应时间[7，8]分别约为τAM=Q/(πf0)，τFM=1/(2πf0)，其中Q是悬臂的品质因子，f0为悬臂的本征振动频率。由此可见，AM模式的响应时间会随Q因子的增加而线性变大，而FM模式的响应时间不受Q因子的影响。在超高真空低温环境中，悬臂的Q因子会比大气环境下增加几十倍，这使得AFM对力的敏感度及信噪比会有很大提升，但也会使得AM模式下AFM的响应时间大幅延长，导致扫描成像需要很长的时间。因此，AM模式(轻敲模式)主要被用于大气或者液体环境中。Q因子的增加对FM模式下AFM的响应时间没有影响，所以FM模式是超高真空环境下被广泛使用的工作模式，即保持高Q因子的同时还能保证较高的扫描速度。2.4 影响频率调制AFM噪音大小的因素在FM模式下，AFM直接探测的信号是针尖—样品相互作用力引起的悬臂频率偏移∆f，利用公式[9]可进一步转化为相互作用力Fts。频率偏移对应的相对噪音，因此可以用δkts的形式来表示FM模式下AFM测量中4种主要的噪音来源，分别为[10]热噪音：力传感器信号探测的噪音：AFM悬臂振荡的噪音：漂移噪音：其中kB为玻尔兹曼常数，T是温度，B是与扫描速度对应的带宽，nq是悬臂偏转信号探测的噪音密度，r 是频率的漂移速率，N是扫描图像的像素数。由上述式子可知，k越小，4种噪音都更小，因此在满足k∙Amax(Fts)的前提下，选择的k越小越好；Q越大，会使得第一和第三种噪音更小，但过大的Q会使得悬臂在FM模式下的稳定起振难以维持；振幅A越大，前三种噪音都更小，但A太大会引起短程力贡献大幅减小的问题(见下节)。03基于qPlus力传感器的非接触式AFM3.1 振幅对非接触式AFM分辨率的影响在FM模式下，AFM探测的频率偏移∆f，可以转化为权重函数w(z,A)和针尖—样品相互作用力的梯度的卷积[11]。如图3所示，w(z,A)是与振幅A和距离z相关的半椭圆，kts是力Fts与z曲线的梯度，也呈现为勺子形，只是最低点对应的距离z有所不同。可见，当振幅较大时，长程力对频率偏移的贡献占主导；随着振幅减小，短程力的贡献变大。当振幅与短程力的衰减长度(亚埃级)接近时，更容易得到原子级分辨率[10]。图3 长程力和短程力的贡献与AFM悬臂振幅A的关系[11]3.2 qPlus力传感器的发明传统AFM力传感器一般采用微加工制备的硅或者氮化硅悬臂，其劲度系数较小(约1 N/m)，力的探测灵敏度高。为了能探测短程力从而实现高空间分辨，往往需要让针尖靠近表面，从而导致“突跳”的发生。为了避免“突跳”引起的针尖损坏，需要悬臂在较大的振幅下工作。然而，大的振幅会使长程力的贡献增加，引起AFM的空间分辨率大大降低。图4 石英音叉和qPlus力传感器实物图 (a)，(b)手表中拆出来的石英音叉[12]；(c)第一代qPlus力传感器的实物图(图片来自德国雷根斯堡大学Giessibl课题组)[13]；(d)第四代qPlus力传感器的实物图(图片来自北京大学江颖课题组)[6]要想克服上述矛盾，实现在小振幅下工作的同时而不引起“突跳”的发生，则需要使用劲度系数k较大的悬臂。石英音叉是被广泛用于手表中的计时元件(图4(a)，(b))[12]，劲度系数高，可产生极高精度的振荡频率(一般为32—200 kHz)，且具有很高的Q因子。此外，其悬臂的形变可以利用石英的压电效应以电学的方式来直接探测，不需要激光系统，更容易兼容低温环境。早期，人们一般是在石英音叉的一个悬臂上粘上针尖来作为力传感器使用。然而，两个悬臂(相当于两个耦合的谐振子)由于质量和受力的不对称性导致Q因子大幅度降低，严重降低了AFM的信噪比。1996年，Giessibl将音叉的一个悬臂固定在质量很大的基底上，而在另一个自由的悬臂上粘上针尖以作为AFM力传感器，这样把两个耦合的谐振子变成单个独立的谐振子，可以保持较高的Q因子，且Q因子几乎不受针尖—样品相互作用力的影响。因此，这种力传感器被称为qPlus力传感器[13](图4(c))。目前，qPlus力传感器已经经过了四代的升级和改进，最新的版本是直接设计单个石英悬臂作为力传感器(图4(d))。表1 微加工硅悬臂力传感器与qPlus力传感器典型参数的对比[6]典型的qPlus力传感器与广泛使用的微加工硅悬臂力传感器的主要参数对比见表1。可以看到，qPlus力传感器悬臂的劲度系数高得多(一般约1800 N/m)，因此其力灵敏度一般情况下低于硅悬臂。然而，qPlus力传感器可以在非接触模式下，以极小的振幅(约100 pm)近距离扫描样品，而不会出现“突跳”现象。由于qPlus-AFM的振幅可以与短程力的衰减长度接近，因此短程力的贡献非常大，更加容易获得超高的空间分辨率。最近，田野等通过优化设计qPlus力传感器，将Q因子提升到140000以上，最小振幅小于10 pm，最小探测力小于2 pN，从而将qPlus力传感器的性能推向了一个新的水平[14]。此外，使用导电针尖，并通过单独的导线把经过针尖的电流提取出来，可以很容易地将qPlus-AFM与STM集成在一起，以同时发挥STM和AFM的功能。关于qPlus-AFM更为系统的介绍见综述[10，11]。3.3 获得超高空间分辨率的关键如前所述，针尖与样品间的相互作用越局域，空间分辨率越高。换言之，要想获得超高的空间分辨率，需要减小长程力的贡献，凸显短程力的贡献。要实现这一点，有两点非常关键：一是使用与短程力衰减长度接近的亚埃级的小振幅工作(详见3.1节)；二是让针尖更加尖锐，减少长程的范德瓦耳斯力的贡献。对于AFM成像来说，针尖末端几纳米的部分尤其是针尖末端的几个原子扮演着最重要的角色。为了让针尖末端更尖锐，常用办法是让金属针尖轻戳金属衬底或对针尖进行原子或者分子修饰，使得短程的泡利排斥力、化学键力或者高阶静电力占主导。3.3.1 短程的泡利排斥力当针尖与样品的距离足够近时，二者的电子云会发生交叠，产生很强的短程泡利排斥力。大部分时候，泡利排斥力是对固体及分子体系成像获得原子级分辨率的关键。2009年，Gross等[15]发现对针尖修饰一氧化碳(CO)分子后，可以实现对单个并五苯分子的化学键和结构(图5(a))的超高分辨成像(图5(c))，其分辨率已经超过了STM图像(图5(b))。这种超高空间分辨率的成像主要起源于CO针尖“尖锐”的p轨道与并五苯分子之间电子云交叠所导致的短程泡利排斥力。这种针尖修饰方法简单易行，成像分辨率高，使得qPlus-AFM成像技术迅速获得了广泛的应用。除了CO分子修饰外，人们还可以对针尖修饰其他种类的原子或者分子，以提高空间分辨率或者实现其他特定功能，例如Cl离子[16]和Xe分子[17]修饰的针尖以及CuO针尖[18]等。图5 基于泡利排斥力的单分子化学键成像[15] (a)并五苯分子的结构图；用 CO 分子修饰的针尖得到的 STM 图(b)和AFM图(c)3.3.2 短程的化学键力当针尖和衬底的化学活性都较强时，在近距离扫描过程中，二者可以形成局域的化学键，基于这种短程的化学键力，也可以获得超高的空间分辨率。典型的例子是半导体表面的AFM高分辨成像。例如，Giessibl等[19]发现在用AFM扫描Si(111)-(7×7)样品时，针尖会从样品上吸起一些Si团簇而被修饰，因此在扫描时容易与样品表面带悬挂键的Si原子形成共价键，而得到原子级分辨率。然而，这种成像方式对表面结构扰动较大，不适用于弱键和分子体系。3.3.3 短程的静电力通常所说的静电力主要来源于低阶静电力，比如点电荷与点电荷或者电偶极之间的静电力，其大小分别正比于r -2和r -3(r是二者作用的距离)，是较长程的相互作用力，因此空间分辨率较低。而在某些特殊的情况下，高阶静电力的贡献会起主要作用，而且是更加短程的，因此会导致分辨率的显著提升。一个典型的例子是对离子晶体(如NaCl，MgO，Cu2N等)的原子分辨成像。离子晶体表面周期性的正负电荷排布产生指数衰减的短程静电势分布[20]，针尖与离子晶体表面的短程静电力作用可以得到原子级分辨的成像[21]。图6 基于高阶静电力的水分子高分辨成像 (a)CO针尖示意图(上)及DFT计算得到的CO针尖的电荷分布(下)，呈现出明显的电四极矩特征[16]；(b)水四聚体的原子结构图(上)和AFM图(下)[16]。白色箭头和弧线分别指示水分子中氧原子和氢原子的位置；(c)Au(111)上双层二维冰的原子构型(上)和AFM图像(下)，其中可以分辨平躺(蓝色箭头)和直立(黑色箭头)的水分子[23]；(d)Au(111)表面由Zundel类型水合氢离子(黑色箭头)自组装形成的单层结构图(上)和AFM图像(下)[14]另一个例子是利用CO针尖对强极性分子的高分辨成像。彭金波等[16]利用CO修饰的针尖(图6(a)上图)扫描水分子四聚体时，发现即使在针尖距离较远时也能获得亚分子级的分辨率(图6(b))，且图像的形貌与水分子四聚体的静电势分布极其接近，从中可识别水分子OH键的取向。通过理论计算得知，CO修饰的针尖具有电四极矩(图6(a)下图)，与水分子电偶极之间存在高阶静电力相互作用，这是一种更为短程的静电力(正比于r -6)，因此能够在未进入泡利排斥区域时获得超高空间分辨。这种基于微弱的高阶静电力的成像技术可以区分水分子中氢、氧原子的位置和氢键的取向并且扰动极小。近年来，这个技术已被成功应用于亚稳态水分子团簇[16]、盐离子水合物[22]、二维冰[23](图6(c))及单层水中的水合氢离子[14]的非侵扰高分辨成像(图6(d))，将水科学的研究推向了原子尺度。04超高分辨qPlus-AFM的应用相对于传统的AFM，qPlus-AFM可以很方便地与STM集成在一起，并兼容超高真空和低温环境，而且可获得原子级甚至单个化学键级的超高空间分辨率。这些优势使得qPlus-AFM获得了广泛的应用，大大促进了表面科学和低维材料研究领域的快速发展。下面我们简要介绍qPlus-AFM在高分辨结构成像、电荷态和电子的测量、原子力的测量和操纵等方面的应用和最新进展。4.1 高分辨结构成像qPlus-AFM在高分辨结构成像方面得到了最为广泛的应用。Gross等[15]通过对AFM针尖进行CO修饰，首次实现对有机分子的化学结构的直接测量(图5)，触发了一系列后续研究，包括：分子之间的氢键相互作用[24]、分子化学键键序[25]、铁原子团簇[26]、化学反应产物识别[27]等。近年来，人们通过控制有机分子前驱体的表面化学反应可以精确制备低维纳米材料，如石墨烯、石墨烯纳米带等。STM虽然被广泛用于表征其电子态，但是难以直接确定其原子结构、局域缺陷和边界构型等。qPlus-AFM对原子结构的敏感及超高的空间分辨率，可以很好地解决这些问题。例如，Gröning等[28]利用扫描隧道谱成像观测到了石墨烯纳米带末端的拓扑末端态(图7(a)右)，并通过AFM成像确定了拓扑非平庸的石墨烯纳米带的原子构型(图7(a)左)。图7 qPlus-AFM在低维材料高分辨成像中的典型应用 (a)表面合成的石墨烯纳米带的AFM图(左)和0.25 V偏压下的dI /dV 图(右)[28]，四角较亮部分指示拓扑边缘态；(b)利用磁性针尖得到的绝缘反铁磁NiO表面的AFM图像(左)及沿[100]方向相邻两个Ni原子不同自旋取向对应的高度轮廓线(右)[34]此外，qPlus-AFM开始被用于绝缘体表面原子结构的高分辨成像，如KBr[29]，CaF2[30]等。在复杂氧化物表面方向，Diebold组观测了钙钛矿KTaO3(001)的表面重构[31]和TiO2(110)及In2O3(111)表面分子的吸附和分解[32，33]等。最近，qPlus-AFM被用于对绝缘反铁磁材料NiO的成像，而且使用磁性针尖成像时，由于超交换作用可以分辨不同Ni原子的自旋取向[34](图7(b))。4.2 电荷态和电子态的测量在电荷态测量方面，由于qPlus-AFM极高的信噪比和力灵敏度，Gross等[35]率先展示了单个原子的不同带电状态可以通过AFM直接测量(图8(a))。通过测量AFM的局域接触势差，单个原子和分子内部的电荷分布也可进行成像[36，37]。利用厚层绝缘的NaCl阻断分子与金属衬底之间的电荷转移，可对单分子进行多重电荷的充放电并控制分子间的电荷横向转移[38]。图8 AFM在电荷和电子态探测中的应用 (a)电中性和带负电的金原子的恒高AFM图(插图)及对应的频率偏移的轮廓线[35]；(b)三重激发态寿命的探测：左图为单个并五苯分子和近邻吸附的两个氧气分子的结构图(上)和AFM图(下)；右图为测量三重激发态占据比例随电压脉冲停留时间的变化，通过指数拟合可得猝灭后三重激发态的寿命仅0.58(5) μs[42]近些年，人们利用qPlus-AFM实现了对分子电子态的测量。例如，绝缘衬底上单分子的基态和激发态电子能谱被成功测量[39，40]。进一步，将AFM与纳秒电学脉冲结合，能直接对绝缘体表面上单分子在不同带电状态下电子转移的概率分布进行成像[41]。最近，qPlus-AFM被成功用于对分子自旋激发态的探测。彭金波等[42]发展了一套新颖的电学泵浦—探测AFM技术，首次实现了以原子级分辨率对单分子三重激发态寿命的探测并观测到了近邻氧气分子引起的三重态的猝灭(图8(b))。4.3 原子力的测量与操纵利用qPlus-AFM可以对原子作用力直接测量。Ternes等[43]变高度扫过表面上吸附的单原子并记录针尖—原子之间相互作用力引起的频率偏移(利用公式[9]可以将频率偏移∆f 转化成垂直作用力Fz)，直到原子发生移动，便可知移动原子所需的最小垂直作用力(图9(a))。进一步，可以将垂直作用力转化为相互作用势，将其对x坐标微分可以得到移动原子所需的最小水平作用力Fx 的大小。利用类似的方法，单个石墨烯纳米带在Au(111)表面的摩擦力已被精确测量[44]。最近，通过测量原子力曲线，人们揭示了针尖上CO分子与衬底上单个铁/铜原子的物理吸附向化学吸附的转变过程[45]。图9 qPlus-AFM在原子力测量和操纵中的应用 (a)测量移动Pt(111)表面(灰色小球)吸附的单个Co原子(红色圆球)所需的力[43]。由远及近测量沿原子上方(x方向，图(a-i))的频率偏移及垂直作用力Fz(a-ii)，直到在某个高度下开始引起原子移动(红色箭头所示)，从而可以得知移动原子所需要的最小垂直作用力(a-iii)；(b)利用AFM针尖和金刚石样品之间产生的局域强电场，通过“拉出—推离”方法耗尽NV色心附近的杂质电荷((b-i)，(b-ii))，使NV色心的自旋相干时间提升20倍(b-iii)[47]此外，qPlus-AFM也开始被尝试应用于绝缘载体中固态量子比特的操控。边珂等[46]利用金属针尖的局域强电场和激光成功诱导了金刚石氮—空位色心(NV center)的电荷态转换。进一步，郑闻天等[47]通过施加较大的偏压，在AFM针尖—样品之间产生强电场，改变电场的方向，利用“拉出—推离”方法来清除NV色心周围的未配对电子，实现了金刚石近表面电子自旋噪声的高效抑制，从而大幅提升了浅层NV色心的相干性(T2，echo时间提升20倍)及其探测灵敏度(图9(b))。05总结和展望基于qPlus力传感器的超高分辨AFM技术，有力促进了单分子、表面科学、低维材料等研究方向的发展，为人们理解物质的结构、电子态、电荷态、自旋态等提供了崭新的信息。这种超高分辨的AFM成像技术仍处于快速发展期，我们相信在接下来若干年它会成为物理、材料、化学、生物等学科领域的重要工具，并对这些领域产生深远的影响。5.1 应用展望首先，高分辨qPlus-AFM成像技术可以提供固体表面的原子结构和原子尺度电荷分布的信息。STM仅对费米能级附近的电子态或外层电子敏感，常常很难将几何结构和电子态的信息分离开，而qPlus-AFM测量的泡利排斥力对总电子态密度敏感，其中包含内层电子的信息，可以反映原子核位置。因此，STM与qPlus-AFM的结合将有助于人们更准确细致地确定材料的结构和电子态分布。另一方面，通过qPlus-AFM对静电力的探测，可实现以单个电荷的灵敏度和原子级的空间分辨率确定原子或者分子带电状态。利用开尔文探针力显微镜(KPFM)模式或者对短程静电力的成像，还可对材料表面的电荷分布进行高分辨表征，这种关于电荷的新信息将为人们在原子尺度研究各种电荷序带来巨大的便利，比如电荷密度波、高温超导中的电荷序、铁电材料中的电荷分布等。其次，qPlus-AFM也将为各种绝缘材料或者材料绝缘相研究打开全新的窗口。例如，高温超导体的母体一般是莫特绝缘体，STM很难成像。而qPlus-AFM可以用于研究高温超导体随着掺杂浓度的增加从莫特绝缘体向超导态和金属态转变的全过程，有助于理解高温超导的机制。如果将针尖进行自旋极化，还可研究各种磁性绝缘体(如NiO)或者材料绝缘相(如高温超导体的母体)的自旋分布等。此外，qPlus-AFM还将在以绝缘体为载体的固态量子比特研究中发挥独特的作用。借助qPlus-AFM强大的空间表征、操纵与局域调控能力，有望发展出表面/近表面量子比特的相干性提升、精密量子比特网络构筑、纳米尺度扫描量子传感等多种前沿技术。最后，qPlus-AFM在化学和生物领域也将发挥重要的作用。qPlus-AFM可以用来识别化学反应的产物，还可以被用于研究绝缘体(如NiO，Fe3O4)表面的化学反应及固液界面各种化学反应(如电化学过程)的机制。在生物大分子的结构成像方面，可以精准识别DNA、RNA、蛋白质分子等的构型和相互作用位点，揭示其结构与功能的关系。5.2 挑战和机遇qPlus-AFM技术本身面临的一些问题和技术瓶颈亟待解决。qPlus力传感器的悬臂劲度系数大，对力的灵敏度较低。Q因子受环境和温度影响大，从而严重影响信噪比。一种可能的途径是发展主动控制Q因子的技术[48]。qPlus力传感器共振频率低(一般约几十kHz)，成像速度慢，难以捕捉较快的非平衡态动力学过程，需要发展高速甚至超快的AFM技术。比如制备质量更小共振频率更高的AFM悬臂；或者将AFM与泵浦—探测技术相结合，将短的电压脉冲[42]或者超短的激光脉冲[49]耦合到qPlus-AFM中。利用qPlus-AFM对非平面的三维立体结构和分子的测量，还面临着挑战，发展新的算法(如利用机器学习)是一条可能的途径。此外，qPlus-AFM通常缺乏化学分辨，有时候很难仅从图像上获取样品的化学信息。一种途径是将其与具有化学分辨的光谱技术(如拉曼光谱)相结合[50]或者与磁共振技术结合。最后，qPlus-AFM面临的另一个巨大挑战是如何将其应用推广到溶液、生物体系等复杂的环境或体系中。大气溶液环境兼容的金刚石色心量子传感技术[51]可能为qPlus-AFM带来全新的应用场景和探测自由度。参考文献[1] Binnig G，Rohrer H. Rev. Mod. Phys.，1987，59：615[2] Binnig G. Atomic Force Microscope and Method for Imaging Surfaces with Atomic Resolution. 1986，US Patent No.：4，724，318[3] Binnig G，Quate C F，Gerber C. Phys. Rev. Lett.，1986，56：930[4] Giessibl F J. Rastertunnel-und Rasterkraftmikroskopie bei 4.2 K im Ultrahochvakuum. Ph.D. thesis，1991[5] Ohnesorge F，Binnig G. Science，1993，260：1451[6] Peng J，Guo J，Ma R et al. Surf. Sci. Rep.，2022，77：100549[7] Albrecht T R，Grutter P，Horne D et al. J. Appl. Phys.，1991，69：668[8] Gildemeister A E，Ihn T，Barengo C et al. Rev. Sci. Instrum.，2007，78：013704[9] Sader J E，Jarvis S P. Appl. Phys. Lett.，2004，84：1801[10] Giessibl F J. Rev. Sci. Instrum.，2019，90：011101[11] Giessibl F J. Rev. Mod. Phys.，2003，75：949[12] Giessibl F J，Hembacher S，Herz M et al. Nanotechnology，2004，15：S79[13] Giessibl F J. Vorrichtung zum beruehrungslosen Abtasten einer Oberflaeche und Verfahren dafuer. 1996，German Patent DE：19633546[14] Tian Y et al. Science，2022，377：315[15] Gross L，Mohn F，Moll N et al. Science，2009，325：1110[16] Peng J B et al. Nat. Commun.，2018，9：112[17] van der Lit J，Di Cicco F，Hapala P et al. Phys. Rev. Lett.，2016，116：096102[18] Monig H et al. ACS Nano.，2016，10：1201[19] Giessibl F J，Hembacher S，Bielefeldt H et al. Science，2000，289：422[20] Lennard-Jones J E，Dent B M. Trans. Faraday. Society，1928，24：92[21] Schneiderbauer M，Emmrich M，Weymouth A et al. Phys. Rev.Lett.，2014，112：166102[22] Peng J et al. Nature，2018，557：701[23] Ma R et al. Nature，2020，577：60[24] Zhang J et al. Science，2013，342：611[25] Gross L et al. Science，2012，337：1326[26] Emmrich M et al. Science，2015，348：308[27] de Oteyza D G et al. Science，2013，340：1434[28] Gröning O et al. Nature，2018，560：209[29] Wastl D S，Weymouth A J，Giessibl F J. Phys. Rev. B，2013，87：245415[30] Giessibl F J，Reichling M. Nanotechnology，2005，16：S118[31] Setvin M et al. Science，2018，359：572[32] Sokolović I et al. Proceedings of the National Academy of Sciences，2020，117：14827[33] Wagner M，Meyer B，Setvin M et al. Nature，2021，592：722[34] Pielmeier F，Giessibl F J. Phys. Rev. Lett.，2013，110：266101[35] Gross L et al. Science，2009，324：1428[36] Mohn F，Gross L，Moll N et al. Nat. Nanotechnol.，2012，7：227[37] Mallada B et al. Science，2021，374：863[38] Steurer W，Fatayer S，Gross L et al. Nat. Commun.，2015，6：8353[39] Fatayer S et al. Nat. Nanotechnol.，2018，13：376[40] Fatayer S et al. Phys. Rev. Lett.，2021，126：176801[41] Patera L L，Queck F，Scheuerer P et al. Nature，2019，566：245[42] Peng J et al. Science，2021，373：452[43] Ternes M，Lutz C P，Hirjibehedin C F et al. Science，2008，319：1066[44] Kawai S et al. Science，2016，351：957[45] Huber F et al. Science，2019，366：235[46] Bian K et al. Nat. Commun.，2021，12：2457[47] Zheng W et al. Nat. Phys.，2022，18：1317[48] Humphris A D L，Tamayo J，Miles M J. Langmuir，2000，16：7891[49] Jahng J et al. Appl. Phys. Lett.，2015，106：083113[50] Xu J Y et al. Science，2021，371：818[51] Schirhagl R，Chang K，Loretz M et al. Annu. Rev. Phys. Chem.，2014，65：83

详细信息 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目竞争性磋商公告 湖北省-武汉市-武昌区 状态：公告 更新时间： 2022-05-24 招标文件: 附件1 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目竞争性磋商公告 项目概况 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目 采购项目的潜在供应商应在线上获取获取采购文件，并于2022年06月07日 14点30分（北京时间）前提交响应文件。 一、项目基本情况 项目编号：ZJZB-ZC-202205-146 项目名称：华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目 采购方式：竞争性磋商 预算金额：158.3800000 万元（人民币） 最高限价（如有）：158.3800000 万元（人民币） 采购需求： 序号 设备名称 数量/单位 1 化学发光成像系统 1套 2 数码显微镜 32台 3 研究级倒置荧光显微镜 1台 4 生物显微镜 32台 5 激光拉针仪 1台 6 立式压力蒸汽灭菌器 2台 (详见采购文件第三章“项目采购需求”） （1）类别：货物 （2）质量标准：达到国家或行业颁布的其他现行各项技术标准和验收规范规定 （3）其他：供应商参加竞标的报价超过该包采购最高限价的，该包竞标无效；供应商报价须包含该采购需求的全部内容。 合同履行期限：交货期：合同签订后，90日历天内供货并安装调试到位；质保期/保修期：验收合格之日起质保1年 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 本项目整体非专门面向中小企业，即小微企业参与本项目可享受政府采购中小企业扶持政策，本项目企业划分标准所属行业为“批发业”。 3.本项目的特定资格要求：/ 三、获取采购文件 时间：2022年05月25日 至 2022年05月31日，每天上午9:00至12:00，下午14:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外） 地点：线上获取 方式：线上获取：因疫情原因，采取网上获取文件的方式，请各供应商将以下附件资料加盖公章扫描后传至2102252595@qq.com【邮件主题名称必须按照如下格式，否则不予受理。项目名称及包号（如有）+公司全称+授权委托人姓名及联系方式】，以邮箱显示收到的时间为准，各供应商递交资料后请耐心等待代理机构工作人员后台确认，资料确认无误的，工作人员会及时联系支付采购文件费用，并发送采购文件。采购文件售后不退，不办理邮寄； 售价：￥400.0 元（人民币） 四、响应文件提交 截止时间：2022年06月07日 14点30分（北京时间） 地点：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦4806室 五、开启 时间：2022年06月07日 14点30分（北京时间） 地点：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦4806室，凡是购买了磋商文件且已回复确定参加竞标的潜在供应商，于竞标当日临时放弃竞标的，应及时以电话告知形式通知采购代理机构。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 七、其他补充事宜 1.本项目资金性质为：财政资金 2.供应商如需查询技术要求可到我处查阅采购文件第三章相关内容。 3.本项目将在以下网站发布所有信息，请参加本项目竞标的供应商密切关注。 （1）《中国政府采购网》（网址：http://www.ccgp.gov.cn/） （2）《华中师范大学招标信息网》（网址：http://zb.ccnu.edu.cn/） 八、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：华中师范大学 地址：湖北省武汉市珞喻路152号 联系方式：邱老师 027-67862087 2.采购代理机构信息 名 称：中经国际招标集团有限公司 地 址：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦48楼4805、4806室 联系方式：张梦、彭盼明 027-87820788 3.项目联系方式 项目联系人：张梦、彭盼明 电 话： 027-87820788 2022报名材料附件.docx × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容：高压灭菌器,生物显微镜,数码显微镜,荧光显微镜 开标时间：null 预算金额：158.38万元 采购单位：华中师范大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：中经国际招标集团有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目竞争性磋商公告 湖北省-武汉市-武昌区 状态：公告 更新时间： 2022-05-24 招标文件: 附件1 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目竞争性磋商公告 项目概况 华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目 采购项目的潜在供应商应在线上获取获取采购文件，并于2022年06月07日 14点30分（北京时间）前提交响应文件。 一、项目基本情况 项目编号：ZJZB-ZC-202205-146 项目名称：华中师范大学化学发光成像系统、数码显微镜、研究级倒置荧光显微镜等设备项目 采购方式：竞争性磋商 预算金额：158.3800000 万元（人民币） 最高限价（如有）：158.3800000 万元（人民币） 采购需求： 序号 设备名称 数量/单位 1 化学发光成像系统 1套 2 数码显微镜 32台 3 研究级倒置荧光显微镜 1台 4 生物显微镜 32台 5 激光拉针仪 1台 6 立式压力蒸汽灭菌器 2台 (详见采购文件第三章“项目采购需求”） （1）类别：货物 （2）质量标准：达到国家或行业颁布的其他现行各项技术标准和验收规范规定 （3）其他：供应商参加竞标的报价超过该包采购最高限价的，该包竞标无效；供应商报价须包含该采购需求的全部内容。 合同履行期限：交货期：合同签订后，90日历天内供货并安装调试到位；质保期/保修期：验收合格之日起质保1年 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 本项目整体非专门面向中小企业，即小微企业参与本项目可享受政府采购中小企业扶持政策，本项目企业划分标准所属行业为“批发业”。 3.本项目的特定资格要求：/ 三、获取采购文件 时间：2022年05月25日 至 2022年05月31日，每天上午9:00至12:00，下午14:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外） 地点：线上获取 方式：线上获取：因疫情原因，采取网上获取文件的方式，请各供应商将以下附件资料加盖公章扫描后传至2102252595@qq.com【邮件主题名称必须按照如下格式，否则不予受理。项目名称及包号（如有）+公司全称+授权委托人姓名及联系方式】，以邮箱显示收到的时间为准，各供应商递交资料后请耐心等待代理机构工作人员后台确认，资料确认无误的，工作人员会及时联系支付采购文件费用，并发送采购文件。采购文件售后不退，不办理邮寄； 售价：￥400.0 元（人民币） 四、响应文件提交 截止时间：2022年06月07日 14点30分（北京时间） 地点：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦4806室 五、开启 时间：2022年06月07日 14点30分（北京时间） 地点：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦4806室，凡是购买了磋商文件且已回复确定参加竞标的潜在供应商，于竞标当日临时放弃竞标的，应及时以电话告知形式通知采购代理机构。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 七、其他补充事宜 1.本项目资金性质为：财政资金 2.供应商如需查询技术要求可到我处查阅采购文件第三章相关内容。 3.本项目将在以下网站发布所有信息，请参加本项目竞标的供应商密切关注。 （1）《中国政府采购网》（网址：http://www.ccgp.gov.cn/） （2）《华中师范大学招标信息网》（网址：http://zb.ccnu.edu.cn/） 八、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：华中师范大学 地址：湖北省武汉市珞喻路152号 联系方式：邱老师 027-67862087 2.采购代理机构信息 名 称：中经国际招标集团有限公司 地 址：武昌区中北路岳家嘴立交山河企业大厦48楼4805、4806室 联系方式：张梦、彭盼明 027-87820788 3.项目联系方式 项目联系人：张梦、彭盼明 电 话： 027-87820788 2022报名材料附件.docx

上海江文国际贸易有限公司公司引进德国技术和组件，结合自主研发的三维超景深显微镜软件，推出三维超景深显微镜升级方案UMS300-3D,可将几乎所有类型的光学显微镜升级为三维超景深显微镜。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案是超景深三维显微镜的最新一代产品。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案三维引进德国进口高性能三维超景深显微镜组件和技术，结合本公司的三维超景深软件，可将显微镜的景深提高几百倍，UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可获得样品的三维形貌，可进行三维重构和测量。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案是三维光学数码显微镜的最新代表。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜，升级为三维超景深显微镜，可获得样品的三维形貌，并可进行三维重构和测量，可应用于半导体、微纳米器件、机械制造、材料研究等领域的实验研究；如微芯片三维形貌分析，刻蚀试样三维形貌，封装材料，二元光学器件数据分析，机械、光学、镀膜、热处理等表面精确测量、材料显微压痕的三维测量分析、磨损表面质量评定、薄膜厚度测量、材料断口分析、金属材料和复合材料、生物材料研究等。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜，升级为三维超景深显微镜，满足材料表面形貌的观察，平面或三维测量，可以用于材料实验室或生产现场观测；用于金属材料断口、裂纹，磨损，腐蚀情况的三维超景深金观测, 青铜器， 陶瓷，织物，木材，纤维，古字画，壁画等方面的研究.。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜，升级为三维超景深显微镜，可大大降低样品制样的要求，多数样品无须制样即可以获得三维超景深的三维观察，三维拍照，三维分析效果。对于颗粒赝品的三维超景深显微图像的颗粒三维分析，粉末三维超景深图像和三维分析都可以获得良好的三维超景深显微镜效果。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案还可以大大降低客户购买三维超景深显微镜的成本，使用UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案的成本，大约为新购买进口三维超景深显微镜成本的10%。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案还具备以下强大的显微测量功能：1、 组织成分分析、相含量测量自动识别组织成分、自动测量相含量、最后得出分析报告。常用于岩石、金相、孔隙分析、夹杂分析等。例如：成分分析，根据相含量的分布，给出三角统计图形，根据三角形分布判别种类。2、 全自动颗粒分析与统计提供功能强大的颗粒分析、统计工具。自动识别颗粒、自动测量颗粒面积、粒度、圆度、最大卡规直径、形态特征等大量参数。按照参数进行分类统计，给出统计柱状图和报告。3、 强大的辅助探测工具提供强大的颗粒探测工具（包括魔术棒和颜色吸管），方便用户进行手动识别颗粒，观察局部特征颗粒等应用。 能根据外形、颜色等特征，识别测量颗粒与组织。

人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，我们是怎么一步步地看见细菌、病毒，乃至蛋白质结构的呢？这背后离不开这群“强迫症”。采访专家：张德添（军事医学科学院国家生物医学分析中心教授）“我非常惊奇地看到水中有许多极小的活体微生物，它们如此漂亮而动人，有的如长矛穿水而过，有的像陀螺原地打转，还有的灵巧地徘徊前进，成群结队。你简直可以将它们想象成一群飞行的蚊虫。”1675年，一名荷兰代尔夫特市政厅的小公务员给英国皇家学会写了这样一封信，向学会的会员们描述自己用自制的显微镜观察到的奇妙景象。作为给当时欧洲最富盛名的学术组织寄去的一封学术讨论信件，这名公务员并没有进行大篇幅严谨却枯燥的科学论证，而是用朴实的语言，在字里行间留下了自己发现新事物时那种孩童般的惊奇与喜悦。这位当时默默无闻的小公务员，正是大名鼎鼎的微生物学和显微镜学先驱者—安东尼范列文虎克。在50年的时间里，列文虎克用制作的显微镜观察到了细菌、肌纤维和精细胞等微观生物，并先后给英国皇家学会寄去了300多封信件来讨论他的新发现。正是在列文虎克的不懈坚持下，人类观察世界的眼睛终于来到了微生物层面。初代显微镜：拨开微生物世界的迷雾列文虎克能发现色彩斑斓的微生物世界，主要得益于他在透镜制作方面的天赋。他一生中制作了多达400多台显微镜，与今日我们熟知的显微镜存在很大不同，列文虎克的显微镜绝大多数属于单透镜显微镜，仅由一个小黄铜板构成，使用时需要仰身将这个铜板面向阳光进行观察。列文虎克凭借他的一系列惊人发现迅速成为当时科学界的“网红级”人物。然而真正奠定显微镜学理论基础的，则是同时期的英国科学家罗伯特胡克。在列文虎克还在钻研透镜制作技艺时的1665年，在英国皇家学会负责科学试验的胡克，就制作了一台显微镜，与列文虎克使用的单透镜显微镜不同，这是一台复式显微镜，其工作原理和外形已经很接近现代的光学显微镜了。胡克用这台显微镜观察一片软木薄片，发现了密密麻麻的格子状结构，酷似当时僧侣居住的单人房间，因此胡克就用英语中单人间一词“cell”来命名这种结构，而这个单词在当代被翻译为“细胞”。不久，胡克写就了《显微图谱》一书，将这一重要观察成果写入书中。胡克的研究成果很快引起了列文虎克的注意，他曾研究过胡克的显微镜，但最后还是使用了自制的单透镜显微镜来进行观察。原因就在于胡克显微镜存在严重的色差问题。所谓色差，就是在光线经过透镜时，不同颜色的光因折射率不同，会聚焦于不同的点上，使得样品的成像被一层色彩光斑所包围，严重影响清晰度。列文虎克提出的解决方案也很简单，就是在透镜研磨的精细程度上下功夫，将单透镜制成小玻璃珠，并将之嵌入黄铜板的细孔内，这样在放大倍数不低于胡克显微镜的基础上，最大程度避免色差对成像的干扰。但代价是，由于观察时是需要对着阳光，对观测者的眼睛伤害很大。除了色差，早期显微镜还存在着球面像差问题，即光线在经过透镜折射时，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一点上，使得成像模糊不清。自显微镜诞生之日起，色差和球面像差就成为“与生俱来的顽疾”，一直制约着人们向微观世界进军的步伐。直到19世纪，光学显微技术才在工业革命的助力下完成了一次实质性蜕变，从而在根本上解决了这两个难题。挑战色差与球面像差：逐渐清晰的微观视角首先是1830年，一个名为李斯特的英国业余显微镜学爱好者首先向球面像差发起挑战，他创造性地用几个特定间距的透镜组，成功减小了球面像差影响。此后，改进显微镜的主阵地很快转移到了德国，其中1846年成立的蔡司光学工厂，更是在此后一个世纪里成为领头羊。1857年蔡司工厂研制出第一台现代复式显微镜，并成功打入市场。不过在研制和生产过程中，蔡司也深受色差之苦：当时通行的增加透镜数量的做法，虽能提升显微镜的放大倍数，却仍无法消除色差对成像清晰度的干扰。1872年，德国耶拿大学的恩斯特阿贝教授提出了完善的显微镜学理论，详细说明了光学显微镜的成像原理、数值孔径等科学问题。蔡司也迅速邀请阿贝教授加盟，并研制出一批划时代的光学部件，其中就包括复消色差透镜，一举消除了色差的影响。在阿贝教授的技术加持下，蔡司工厂的显微镜成为同类产品中的佼佼者，很快成为欧美各大实验室的抢手货，并奠定了现代光学显微镜的基本形态。不久，蔡司又拉来了著名化学家奥托肖特入伙，将其研制的具有全新光学特性的锂玻璃应用在自家产品上。1884年，蔡司更是联合阿贝与肖特，成立了“耶拿玻璃厂”，专为显微镜生产专业透镜。显微镜技术的突飞猛进也让各种现代生物学理论不断完善，透过高分辨率的透镜，微观世界中各种复杂的结构逐步以具象的形式呈现在人类眼前。由于微观层面的生物结构大多是无色透明的，为了让他们在镜头下变得清晰可见，当时的科学家普遍将生物样品染色，以此提高对比度方便观察。这一方法最大的局限在于，染料本身的毒性往往会破坏微生物的组织结构，这一时期染剂落后的材质，也无法实现对某些特定组织的染色。直到1935年荷兰学者泽尼克发现了相衬原理，并将之成功应有于显微镜上。这种相衬显微技术，利用光线穿过透明物体产生的极细微的相位差来成像，使得显微镜能够清晰地观察到无色透明的生物样品。泽尼克本人则凭借此次发现斩获了1953年的诺贝尔物理学奖。军事医学科学院国家生物医学分析中心教授，长期致力于电子显微镜领域研究的张德添向记者介绍道：“人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，而光学显微镜的分辨本领可以达到0.2微米（1毫米=1000微米）的水平，能够看到细菌和细胞。但由于光具有波动性，衍射现象限制了光学显微镜分辨本领的进一步提高。”二战结束后，随着各种新理论新技术的不断应用，光学显微镜得到了长足进步，但也是在这一时期，光学显微镜的潜力已经被发掘到了极限。为蔡司工厂乃至整个显微镜学立下汗马功劳的阿贝教授就提出了“分辨率极限理论”，认为普通光学显微镜的分辨率极限是0.2微米，再小的物体就无能为力了—这一理论又被称为“阿贝极限”，这就好像一层屏障将人类的探索目光阻隔在更深度的微观世界大门之前，迫使科学家们另寻他途。电子显微镜：另辟蹊径，重新发现既然可见光存在这样的短板，那么能否利用其他波长较短的光束来实现分辨率的突破呢？张德添进一步介绍道：“1924年后，人们从物质领域内找到了波长更短的媒质—电子，从而发明了电子显微镜，其分辨本领达到了0.1纳米的水平。”1931年，德国科学家克诺尔和他的学生鲁斯卡在一台高压示波器上加装了一个放电电子源和三个电子透镜，制成了世界首台电子显微镜，就此为人类探索微观世界开拓了一条全新的思路。电子显微镜完全不受阿贝极限的桎梏，在分辨率上要远远超越当时的光学显微镜。鲁斯卡在次年对电子显微镜进行了改进，分辨率一举达到纳米级别（1微米=1000纳米）。在这个观测深度，人类终于亲眼看到了比细菌还要小的微生物—病毒。1938年，鲁斯卡用电子显微镜看到了烟草花叶病毒的真身，而此时距离病毒被证实存在已经过去了40年时间。对于电子显微镜技术的发明，张德添这样评价道：“电子显微镜是人们认识超微观世界的钥匙和工具，它解决了光学显微镜受自然光波长限制的问题，将人们对世界的认识从细胞水平提高到了分子水平。” 从肉眼只能观察到的毫米尺度，到光学显微镜能够达到的微米尺度，再到电子显微镜能进一步下探到纳米尺度，显微成像技术正在迅速突破人类对微观世界的认知极限。不过电子显微镜本身的缺憾也愈加明显。由于电子加速只能在真空条件下实现，在真空环境之下，生物样品往往要经过脱水与干燥，这意味着电子显微镜根本无法观测到活体状态下的生物样品，此外电子束本身又容易破坏样品表面的生物分子结构，这就导致样品本身会丢失很多关键信息。这一顽疾在此后又困扰了科学家多年。直到1981年，IBM苏黎世实验室的两位研究员宾尼希与罗雷尔，用一种当时看起来颇有些“离经叛道”的方法，首先解决了电子束损害样品结构的问题。他们利用量子物理学中的“隧道效应”，制作了一台扫描隧道显微镜。与传统的光学和电子显微镜不同，这种显微镜连镜头都没有。在工作时，用一根探针接近样品，并在两者之间施加电压，当探针距离样品只有纳米级时就会产生隧道效应—电子从这细微的缝隙中穿过，形成微弱的电流，这股电流会随着探针与样品距离的变化而变化，通过测量电流的变化人们就能间接得到样品的大致形状。由于全程没有电子束参与，扫描隧道显微镜从根本上避免了加速电子对生物样品表面的破坏。扫描隧道显微镜在今天也被称为“原子力显微镜”，“在微米甚至纳米水平，动态观察生物样品表面形貌结构的变化规律，原子力显微镜是有其独特优势的”，张德添向记者解释说，“如果条件允许，还可以检测生物大分子间相互作用力的大小，为结构与功能关系研究提供便利。”1986年，宾尼希和罗雷尔凭借扫描隧道显微镜，获得当年的诺贝尔物理学奖，有趣的是，与他们一起分享荣誉的，还有当初发明电子显微镜的鲁斯卡，当时的他已是耄耋老人，而他的恩师克诺尔也早已作古。新老两代电子显微镜技术的里程碑人物同台领奖，成为当时物理学界的一段佳话。老树新芽：突破“阿贝极限”的光学显微镜电子显微镜在问世之后的几十年间，极大拓展了人类对生物、化学、材料和物理等领域认知疆界。而无论是鲁斯卡，还是宾尼希和罗雷尔，他们所作的贡献不仅让自己享誉世界，还助力其他领域的学者登上荣誉之巅。比如英国化学家艾伦克鲁格凭借对核酸与蛋白复杂体系的研究获得1982年度诺贝尔化学奖，而他的科研成果正式依靠高分辨电子显微镜技术和X光衍射分析技术而取得的。在克鲁格获奖的当年，以色列化学家达尼埃尔谢赫特曼更是使用一台电子显微镜，发现了准晶体的存在，并独享了2011年的诺贝尔化学奖。目前，电子显微镜已经成为金属、半导体和超导体领域研究的主力军。但在生物和医学领域，电子显微镜本身对生物样品的损害，依旧是难以逾越的技术难题。于是不少科学家开始从两条路径上寻求解决之道：一条是研发冷冻电镜技术，这种技术并不改变电子显微镜整体的工作模式，而是从生物样品本身入手，对其进行超低温冷冻处理。这样状态下，即使处在真空环境中，样品也能保持原有的形态特征与生物活性。“由于观测温度低，生物样品也处于含水状态，分子也处于天然状态，样品对辐射的耐受能力得以提高。我们可以将样品冻结在不同状态，观测分子结构的变化。”张德添向记者解释道。瑞士物理学家雅克杜波切特、美国生物学家乔基姆弗兰克和英国生物学家理查德亨德森凭借这项技术分享了2017年度诺贝尔化学奖。新冠疫情暴发后，冷冻电镜技术又为人类研究和抗击疫情做出了突出贡献。2020年，西湖大学周强实验室就利用这种技术，首次成功解析了此次新冠病毒的受体—ACE2的全长结构，让人类对新冠病毒的认识向前迈出了关键性一步。另一条路径是从传统的光学显微镜入手。在电子显微镜的黄金时代，不少科学家就开始着手研制超高分辨率光学显微镜，甚至开始尝试突破一直以来困扰光学显微镜的“阿贝极限”，而“荧光技术”就成为实现这一切的关键。早在19世纪中叶，科学家们就发现：某些物质在吸收波长较短而能量较高的光线（比如紫外光）时，能将光源转化为波长较长的可见光。这种现象后来被定义为“荧光现象”。荧光现象在自然界是普遍存在的，这一现象背后的原理也在20世纪迅速被应用在光学显微镜上。1911年，德国科学家首次研制出荧光显微镜装置，用荧光色素对样品进行荧光染色处理，并以紫外光激发样品的荧光物质发光，但成像效果不佳，而且把荧光物质当作染色剂，和早期的染色剂一样，本身的毒性会伤害活体样品。直到1974年，日本科学家下村修发现了绿色荧光蛋白，其毒性远弱于以往的荧光物质，是对活体标本进行荧光标记的理想材料——这一发现成为日后科学家突破“阿贝极限”的有力武器。时间来到1989年，供职于美国IBM研究中心的科学家莫尔纳首次进行了单分子荧光检测，使得光学显微镜的检测尺度精确到纳米量级成为可能。随后在莫尔纳的基础上，美国科学家贝齐格开发出一套新的显微成像方法：控制样品内的荧光分子，让少量分子发光，借此确定分子中心和每个分子的位置，通过多次观察呈现出纳米尺度的图像。通过这种方法，贝齐格轻而易举地突破了光学显微镜的阿贝极限。几乎在同时，德国科学家斯特凡赫尔在一次光学研究中突发奇想：根据荧光现象原理，如果用镭射光激发样品内的荧光物质发光，同时用另一束镭射光消除样品体内较大物体的荧光，这样就只剩下纳米尺度的分子发射荧光并被探测到，不就能在理论上得到分辨率大于0.2微米的微观成像了吗？他随即开始了试验，并制成了一台全新显微镜，将光学显微镜分辨率下探到了0.1微米的水平。困扰光学显微技术百年的阿贝极限难题，就这样历经几代科学家的呕心沥血，终于在本世纪初被成功攻克。莫尔纳、贝齐格和赫尔三位科学家更是凭借“超分辨率荧光显微技术”分享了2014年度的诺贝尔化学奖。时至今日，在探索微观世界的征途上，光学显微镜和电子显微镜互有长短、相得益彰。当然在实际应用中，科学家越来越依赖于将多种显微成像技术结合使用。比如今年5月，英国弗朗西斯克里克研究所就依托钙化成像技术、体积电子显微技术等多种显微成像技术，成功获得了人类大脑神经网络亚细胞图谱。在未来，多种显微成像技术相结合，各施所长，将进一步完善我们在生物、医学、化学和材料等领域的知识结构，把这个包罗万象的奇妙世界更完整地呈现在我们眼前。

光学显微镜是科学研究必不可少且应用广泛的科学仪器，相关技术曾多次获得诺贝尔奖，光学显微技术的不断进步也推动着生命科学、材料、工业等多个领域的发展。过去几十年，我国光学显微镜制造企业偏重于生产低端教育用显微镜，而绝大部分实验室和科研用显微镜依赖于进口。近几年，国产高端光学显微镜在生命科学、材料学等领域都取得了长足进步，出现了高端光学显微镜国产替代速度加快的趋势。2021年，国产光学显微镜头部企业宁波永新光学股份有限公司（以下简称“永新光学”）完成共聚焦显微镜首单销售，正式进军“百万级”高端光学显微镜领域。近日，仪器信息网专访了宁波永新光学股份有限公司总经理毛磊，深入交流了国家发展高端光学显微镜的意义、国产高端光学显微镜的行业现状以及永新光学在高端光学显微镜业务的布局考量。宁波永新光学股份有限公司总经理毛磊我国光学显微镜发展现状：存在产业分层当前，我国光学显微镜制造厂家有数十家，产品结构有清晰的分层：绝大部分厂家主要生产学前儿童和普通教学类显微镜，属于成本领先型；国内头部光学企业永新光学、舜宇光学和麦克奥迪则进入高端显微镜制造领域并已形成规模，属于成本和技术双领先型。这三家企业既有经济实力支撑，也有产业基础，且均为上市企业。而在早期，欧洲和日本的光学显微镜发展同样经历了产业分层的过程。20世纪初，欧洲有几十家显微镜工厂，而目前主流传统企业仅有两家，分别是徕卡和蔡司。日本在上世纪五六十年代也有数十家显微镜企业，现在规模较大的主要是尼康和奥林巴斯。毛磊认为，目前中国存在几十家显微镜企业也算正常，但最后做高端显微镜的厂家不会特别的多，产业总归会相对集中。近几年，国内涌现出一些高端光学显微镜科研成果转化型创业公司，率先在超分辨显微镜、共聚焦显微镜、光片显微镜等高端技术领域推出产品，而包括永新光学在内的头部光学企业虽然已经具备成熟的研发制造能力，在该领域却相对滞后一些针对当前这一现象，毛磊解释道，从“十二五”规划起，科技部支持了众多重大仪器专项，其中由高校和科研院所承担的一些项目成果转化而派生出一些创业公司。这些公司全面生产高端显微镜会有一些限制，因其专门研究仪器中的关键技术，生产某一类或少数几类产品，本身制造能力有限，零部件及主机系统等都需要购买，因此实现产业化还有很多问题要去解决。两大成果 开启高端光学显微镜元年永新光学成立于1997年，其前身是江南光学仪器厂和宁波光学仪器厂，其中江南光仪厂的历史可以追溯到1943年。经过几十年的发展，目前永新光学已成为我国光学显微镜制造业中的领军企业。2018年，永新光学在上海证券交易所主板上市，成为中国以显微镜为主营业务的第一家上市公司；2020年，永新光学经工信部复评升级为光学显微镜产品领域国家级制造业单项冠军示范企业。永新光学有两大核心业务板块，分别是科学仪器和光学元件组件。据介绍，2021年前三季度公司的光学显微镜业务增长超过20%，其中高端光学显微镜业务的增速远高于整体显微镜业务。毛磊表示，在疫情尚未结束的情况下，取得这样的成绩并不容易。关键是，公司光学显微镜的产品结构发生了变化，高端光学显微镜比重增加。在“十三五”国家科技重大专项和重点研发计划项目中，永新光学主导承担了“高分辨率荧光显微成像仪研究及产业化”项目，历时5年顺利完成，其中最具代表性的成果是共聚焦显微镜。2021年，永新光学研制的共聚焦显微镜实现首台/套的销售。毛磊称，对于中国来说，这算是一个标志性事件，因为国产制造企业对价值上百万的高端光学显微镜进行批量市场供应还是第一次。同时也意味着，我们与尼康、徕卡、蔡司、奥林巴斯这些企业，在高端光学显微镜领域开始有竞争了。对于永新光学，2021年还有一项重要成果，即公司承制的太空显微实验仪与天和核心舱一起升空。10月，永新光学接到中国宇航员中心的信息，称这台显微镜图像质量、视频、荧光效果都非常好。“这也是‘0到1’的突破，这款仪器是随着我国太空科技的发展应运而生的。”承担“十四五”重大仪器项目 研制SIM超分辨显微镜继两项重要成果后，近期，永新光学再一次从7家申报单位中脱颖而出，成功获得“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”重点专项的“超高分辨活细胞显微成像显微镜”项目。国家十分重视国产化率和自产自制能力，永新光学之所以能在激烈的竞争中得到该项目，很大程度归功于其出众的自产自制能力。“国家的目的是让整个高端光学显微镜系统能够国产化，关键的部件和技术也很重要，所以本次超高分辨率显微镜项目联合了西安光机所、浙江大学、北京大学等8家单位，由我们企业牵头进行整个系统的集成以及软件开发。”毛磊讲到，“成功研制共聚焦显微镜，说明我们已经达到国外高端显微镜的中低水平，待超分辨显微镜研制成功，就可达到国外高端显微镜的中档水平，将又上一个台阶，正一步一步往上发展。”永新光学战略规划：要实现显微科学仪器高端化据了解，目前国内高端光学显微镜的市场规模约为30亿元人民币，全球约50亿美元，增长空间很大。毛磊表示，永新光学开始布局高端显微镜领域，一方面是出于情怀，另一方面是通过转变发展方向来提升盈利能力。量大面广的显微镜属于成本领先型，厂家需要控制成本，但现在人力资源成本、能源成本、场地成本等越来越刚性化，一味控制成本将导致盈利空间有限。现阶段，需要通过技术能力的提升，来获取更大的盈利能力。2021年，永新光学新修定的五年战略发展规划（2021年-2025年）中明确以“赋能型精准突破式发展战略”为总体发展战略，计划通过5年时间，实现5倍产值规模和5倍效率。毛磊指出，这里5倍的产值规模的实现，仪器部分将主要来自于高端产品的增长。永新光学的战略规划把高端显微科学仪器的发展列入了其中，要实现显微科学仪器高端化。“我们没有强调‘国产替代’，而是‘高端替代’，因为科学仪器无国界，只要我们的科学仪器达到了高端水平，那么德国、美国乃至全世界都会接受，有朝一日一定会像日本的尼康和奥林巴斯的显微镜一样卖到全世界。另外，科学仪器不像电视机等大众消费品，对大众消费品来说仅中国的市场就足够大了。而科学仪器很小众，它的销售不能只着眼于国内，而是一定要形成规模卖到全世界。”国家意志：切切实实提升我国核心装备和重大科学仪器的研制能力王大珩院士曾经讲过，如果经济是一条龙，仪器仪表就是龙的一双眼睛，如果没有眼睛，做事情就没有方向。毛磊讲到：“仪器仪表行业呈现散、小、分离的特点，是一个做起来比较辛苦的行业，但这恰恰也是我国最需要解决的问题，未来是一个方向性的行业和产业，只有仪器仪表产业真正强大了，才能够真正说明国家‘有实力了’。”曾经有相当长一段时期，巴黎统筹协议委员会专门对社会主义阵营实行禁运和贸易限制，仪器销售同样受限。“当时我国科研水平很低。假如今天美日德等发达国家对我们的科学仪器进行封锁，我国的科研水平将受到影响。因此，国家意志很清楚，就是要切切实实地提升我国核心装备和重大科学仪器的研制能力。”当前，发达国家经济构成中很大比例源于高端科技领域。毛磊认为，新的一百年，中国要做高质量的产品，发展高端技术，这样才能发展成为一个强国。当前国家和地方对国产科学仪器的发展政策十分利好，多地发布了相关政策鼓励医疗部门购买国产显微镜，因为一部分国产显微镜已经完全能够满足用户需求；与此同时，对高校科研设备采购的国产化比例也有了要求，而过去并没有限制。随着政策调整和制造业转型升级，国家就业环境也逐渐发生改变，传统行业和新兴技术之间的融合加大对交叉学科人才的需求，这驱使更多的年轻人才开始流到制造业，毛磊认为，人才流向也是国家支持政策的一大利好表现。国产仪器提升还需用户使用和反馈我国科研实验室使用进口仪器已经有几十年的历史，现在仍是如此。近期在清华大学做演讲时，毛磊发现，高校和科研院所领导的仪器国产化意识很强，但实验室里的实际使用者对于进口仪器存在惯性依赖。“这和大家用惯了苹果而不愿更换是一个道理。现在要想销售高端显微镜，往往需要先提供一台产品去试用，用户认为可以替代国外产品时才会购买。因此，我们就要生产很多样机，这样的销售方式实际上非常痛苦。让大家习惯使用国产仪器需要一个漫长的过程，但总要有个开始。我也相信，用户总会有认识到国产仪器并不差、并且会有用习惯的一天。”“如果说还需要政策或者社会一些支持，我认为最重要的是全社会共同呼吁使用国产仪器，因为如果没有用户使用和反馈，国产仪器就无法得到提升。同时，还需要我们整个行业共同努力做好国产化高端仪器的推进工作，真真正正解决‘卡脖子’问题。”毛磊最后讲到。后记：政策方面，毛磊还补充了近期广受业内关注的一个消息：2021年12月4日，国家主席习近平签署第103号主席令，对新修订的《中华⼈⺠共和国科学技术进步法》予以发布，其中第九⼗⼀条明确规定：对境内自然人、法人和非法人组织的科技创新产品、服务，在功能、质量等指标能够满足政府采购需求的条件下，政府采购应当购买；首次投放市场的，政府采购应当率先购买，不得以商业业绩为由予以限制。其中多处提及⿎励国产科学仪器研发和采购，这对高端仪器国产化替代无疑是重大利好。

详细信息 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目-4包综合地质技术实验室建设公开招标公告 河北省-石家庄市-新华区 状态：公告 更新时间： 2023-03-13 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目-4包综合地质技术实验室建设公开招标公告 发布时间： 2023-03-13 一、项目基本情况 项目编号： ZCHX-2023-014-4 项目名称： 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目 采购方式： 公开招标 预算金额： 1820000.00 最高限价： 1820000 采购需求： 偏光显微镜20台，显微图像采集系统20台，偏光显微镜带摄像系统1台，地质制片设备1套，正置荧光显微镜5台，倒置金相显微镜5台，地质标本1套，定制学生配套桌椅20套，石油油藏开采储运地质模型1套#detail# 合同履行期限： 自合同签订后4个月内 本项目（是/否）接受联合体投标： 0 二、申请人的资格要求 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 无 3.本项目的特定资格要求： 无 三、获取招标文件 时间： 2023年03月14日至 2023年03月20日， 9:00-12:00-12:00-17:00（北京时间，法定节假日除外） 地点： 登录河北省公共资源交易服务平台主体系统（http://ggzy.hebei.gov.cn/hbggfwpt/），自行报名并下载招标文件，并及时查看有无澄清和修改 方式： 其它 售价： 0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2023年04月03日09点00分（北京时间） 地点： 河北省公共资源全流程电子交易系统 四、响应文件提交 截止时间： 2023年04月03日09点00分 五、开启 时间： 2023年04月03日09点00分 地点： 河北省公共资源全流程电子交易系统 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 六、其他补充事宜 七、其他补充事宜 1、本次招标公告在中国河北政府采购网、河北省公共资源交易服务平台上发布。 2、供应商报名资格确认：投标人投标报名前，须按照“河北省公共资源交易服务平台”（网址：http://ggzy.hebei.gov.cn/hbggfwpt/）首页“通知公告”中“河北省公共资源交易中心关于招标代理机构及投标人（含政府采购投标人）进行登记注册的通知”的要求办理相关手续，具体事宜可联系 0311-66635531。已在“河北省公共资源交易服务平台”注册并办理 CA 认证的投标人可直接通过河北省公共资源交易服务平台报名并下载招标文件。 3、招标公告发布后，随招标公告发布的招标文件等相关资料，即视为已送达所有潜在投标人，潜在投标人可登录河北省公共资源交易服务平台（http://ggzy.hebei.go v.cn/hbggfwpt/）自主网上报名，下载招标文件及相关资料，并及时查看有无澄清和修改（包括补遗澄清文件、修改文件）及相关资料等，潜在投标人如未及时下载相关文件、资料，或未获取到完整的文件、资料，导致投标被否决或不利于中标的，自行承担一切后果。潜在投标人请及时关注公告发布媒体发布的更正公告。 4、投标文件递交方法：（1）.本次招标为电子招投标，投标文件采用数据电子文件，投标人可通过河北省公共资源交易网上开标大厅在线参与开标。（2）.投标人应在投标截止时间前完成电子投标文件的递交，在线递交电子投标文件前，投标人应当使用投标客户端及 CA 密钥为投标文件加密。（编制投标文件需使用 CA 密钥，未办理 CA 密钥的投标人，需进行企业 CA 注册并办理 CA 密钥。具体事宜可联系 0311-66635531）。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 八、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称： 河北石油职业技术大学 地址： 承德市开发区学院路 2 号 联系方式： 李万东 0314-2377069 2.采购代理机构信息 名 称： 庄宸和信项目管理有限公司 地 址： 石家庄市新华区北二环西路228号 联系方式： 盖春彦 0311-88089089 3.项目联系方式 项目联系人： 盖春彦 电 话： 0311-88089089 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容：偏光显微镜,金相显微镜,荧光显微镜 开标时间：2023-04-03 09:00 预算金额：182.00万元 采购单位：河北石油职业技术大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：庄宸和信项目管理有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目-4包综合地质技术实验室建设公开招标公告 河北省-石家庄市-新华区 状态：公告 更新时间： 2023-03-13 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目-4包综合地质技术实验室建设公开招标公告 发布时间： 2023-03-13 一、项目基本情况 项目编号： ZCHX-2023-014-4 项目名称： 2023年国家双高计划二（政府采购-货物）项目 采购方式： 公开招标 预算金额： 1820000.00 最高限价： 1820000 采购需求： 偏光显微镜20台，显微图像采集系统20台，偏光显微镜带摄像系统1台，地质制片设备1套，正置荧光显微镜5台，倒置金相显微镜5台，地质标本1套，定制学生配套桌椅20套，石油油藏开采储运地质模型1套#detail# 合同履行期限： 自合同签订后4个月内 本项目（是/否）接受联合体投标： 0 二、申请人的资格要求 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 无 3.本项目的特定资格要求： 无 三、获取招标文件 时间： 2023年03月14日至 2023年03月20日， 9:00-12:00-12:00-17:00（北京时间，法定节假日除外） 地点： 登录河北省公共资源交易服务平台主体系统（http://ggzy.hebei.gov.cn/hbggfwpt/），自行报名并下载招标文件，并及时查看有无澄清和修改 方式： 其它 售价： 0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2023年04月03日09点00分（北京时间） 地点： 河北省公共资源全流程电子交易系统 四、响应文件提交 截止时间： 2023年04月03日09点00分 五、开启 时间： 2023年04月03日09点00分 地点： 河北省公共资源全流程电子交易系统 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 六、其他补充事宜 七、其他补充事宜 1、本次招标公告在中国河北政府采购网、河北省公共资源交易服务平台上发布。 2、供应商报名资格确认：投标人投标报名前，须按照“河北省公共资源交易服务平台”（网址：http://ggzy.hebei.gov.cn/hbggfwpt/）首页“通知公告”中“河北省公共资源交易中心关于招标代理机构及投标人（含政府采购投标人）进行登记注册的通知”的要求办理相关手续，具体事宜可联系 0311-66635531。已在“河北省公共资源交易服务平台”注册并办理 CA 认证的投标人可直接通过河北省公共资源交易服务平台报名并下载招标文件。 3、招标公告发布后，随招标公告发布的招标文件等相关资料，即视为已送达所有潜在投标人，潜在投标人可登录河北省公共资源交易服务平台（http://ggzy.hebei.go v.cn/hbggfwpt/）自主网上报名，下载招标文件及相关资料，并及时查看有无澄清和修改（包括补遗澄清文件、修改文件）及相关资料等，潜在投标人如未及时下载相关文件、资料，或未获取到完整的文件、资料，导致投标被否决或不利于中标的，自行承担一切后果。潜在投标人请及时关注公告发布媒体发布的更正公告。 4、投标文件递交方法：（1）.本次招标为电子招投标，投标文件采用数据电子文件，投标人可通过河北省公共资源交易网上开标大厅在线参与开标。（2）.投标人应在投标截止时间前完成电子投标文件的递交，在线递交电子投标文件前，投标人应当使用投标客户端及 CA 密钥为投标文件加密。（编制投标文件需使用 CA 密钥，未办理 CA 密钥的投标人，需进行企业 CA 注册并办理 CA 密钥。具体事宜可联系 0311-66635531）。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 八、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称： 河北石油职业技术大学 地址： 承德市开发区学院路 2 号 联系方式： 李万东 0314-2377069 2.采购代理机构信息 名 称： 庄宸和信项目管理有限公司 地 址： 石家庄市新华区北二环西路228号 联系方式： 盖春彦 0311-88089089 3.项目联系方式 项目联系人： 盖春彦 电 话： 0311-88089089

为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流，打破时空壁垒，仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家，以约稿分享形式，与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时，每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴，便于约稿专家、网友线上沟通互动。专家约稿招募：若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：yanglz@instrument.com.cn）。本期将分享张承青老师为大家整理的关于电镜实验室环境对电镜的影响的系列约稿经验分享，以下为系列之七，以飨读者。（本文经授权发布,分享内容为作者个人观点, 仅供读者学习参考,不代表本网观点）系列之七 谈谈电子显微镜的接地众所周知电器设备都需要安全接地保护。各种设备的外壳或外露金属部分，都要与大地直接连接，以保证在万一短路漏电时，还能够使外壳或外露金属部分的电压保持在人体能够容忍的范围内（我国现行规定安全电压为不超过24V），以确保人身安全。电子显微镜也不例外，同样需要安全接地保护，万一系统发生漏电时提供一个泄放回路，确保操作人员或维修人员的人身安全。不过另外还有一个特殊的地方就是，电子显微镜的地线同时还是电子显微镜内各个分系统（如探测器、信号处理放大、电子束控制等等）的共同“零电位”端，必须保持电压稳定在“零”。理论上地线端是一个电压为零的参照点，但是实际上，当地线回路上存在电流时（这个电流通常称为漏电流或接地电流，由各用电设备分别产生，其大小为各漏电电流的矢量和），在这个地线回路上的任何一个接地端都有接地电压存在（因为任何地线的接地电阻R尽管很小但不可能为零，根据欧姆定律V=IR，接地电压V在漏电电流I不为零的情况下不会为0），尽管这个接地电压很小以至于我们时常忽略它。但在电子显微镜系统里，这个接地电压使得“零电位”端的电压不能稳定在“零”，这样就会使得电子显微镜不能保持在最好的工作状态下。因为总漏电电流不可能为恒定值，所以接地电压的大小是无规则变化的。即便是一般认为小到微不足道的接地电压，对于经常需要把图像放大几万到一百多万倍的电子显微镜来说，所产生的影响也往往是不可忽视的。接地电压的变化，直接致使SEM模式的图像垂直边缘产生类似磁场和振动干扰的毛刺，严重时还会使图像抖动。解决这个问题的方法很简单，就是专门为电子显微镜设置一个单独的接地回路，我们称之为“独立地线（single earth loop）”。这样就排除了同一供电回路中其它用电设备的漏电流对电子显微镜的干扰。注意，必须从接地体到接地线到接地端子都是独立且不与任何导电体相连接的，这样才能保证该地线的完全独立。必须防止以下几种常见错误：1）没有埋设完全独立的接地体，只是单独布放一根地线联接到公共接地体；2）虽然有单独的接地体但是接地线或接地端子与公共地线或其它用电设备相联接；3）尽量不要接“等电位端子盒”，那玩意儿一般都是接公共地线或者与轻钢龙骨短接的；4）独立地线尽量不要两台或更多的电镜合用（有些有好几台电镜的用户，实在不情愿给每个电镜配一套独立地线啊）；5）注意不可以利用现成地下金属导体做独立地线的接地体，像是大楼底梁阀板里的钢筋什么的，那都是公用的；也不要借用弱电系统的接地体，那些都不可靠；6）与电镜信号系统连接的设备（如波谱能谱计算机显示器等，它们的地线必须与公共地线分离，这点实践中经常被疏忽）。电子显微镜对独立地线的接地电阻要求实际不高，前些年某品牌要求是100欧姆以下即可。目前一般各家厂商都只是要求在1～10欧姆即可（小于0.1欧姆的地线成本急剧上升，并且有些土质环境很难做到）。地线制作一般有“深井式”和“浅坑式”两种（参见图一和图二）。注意无论那种方法，都要与地下任何金属物保持四米以上直线距离以防干扰。深井式制作说明（供参考）：1．钻深孔：直径约50～100毫米，深度约为3～20米，达到到潮湿土层即可。2．接地体：铜管壁厚2毫米（铜棒亦可，多花些银子就是）直径约30毫米、长约0.5米，由接地线焊牢（三点以上）引出到电子显微镜附近。3．接地线：4～10平方毫米橡胶或塑料多股铜芯线。4．降阻剂：盐、小块木炭各约2～3公斤。5．施工工艺：将接地体吊放到孔的底部，准备一细长工具（钢筋、水管等），将逐渐放入的降阻剂由下而上地捣实，然后继续回填捣紧，特别注意在接地体周围一定要捣实捣紧，同时注意不要把接地线碰断。图一 深井式示意图浅坑式制作说明（供参考）：1．挖浅坑：深度约为0.5～2米，达到潮湿土层即可。2．接地体：铜板约0.5×0.5米，厚度2～3毫米，由接地线焊牢（三点以上）引出到电子显微镜附近。3．接地线：4～10平方毫米橡胶或塑料多股铜芯线。4．降阻剂：盐、小块木炭各约2.5～5公斤。5．施工工艺：将铜板垂直放到坑的底部，周围先以降阻剂覆盖，并捣实捣紧，然后继续回填捣紧，注意不要把接地线碰断。 图二 浅坑式示意图 “深井式”适合地面难以开挖或地下水位很深的某些地方。比较而言，“浅坑式”是更为常见的做法。无论是“深井式”或是“浅坑式”，按照此工艺施工，接地电阻都可以达到4～10欧姆（单接地体）。接地线与接地体的连接如果不便焊接的话，也可以钻孔用螺栓连接。注意必须用铜螺栓铜垫圈铜螺母，不要用哪怕是不锈钢的来代替。这不仅是防锈，还是防止产生化学电势、防止产生电腐蚀。特别需要注意，板型接地体或者条带型接地体必须垂直埋下及回填捣实，这很重要的哦!在土壤电阻很大的地方，为降低接地阻抗，还可以将两个以上的接地体连接起来构成一个小型接地系统，此时各接地体间距0.3～0.5米即可（深井式可以使用同一钻孔）。经实测，一般一个接地体接地电阻可达4欧姆左右，两个个接地体接地电阻可达3欧姆左右，三个接地体接地电阻可达2欧姆左右，六到十个接地体接地电阻可达1欧姆以下（视土壤电阻率而定）。因为不会有“跨步电压”的危险,所以不需要参照防雷电格栅式地线网的做法。同时为减少附近地下其它导体的影响，这个小型接地系统也应尽量少占用地下面积。为防止意外短路，接地线进入室内后应直接与电子显微镜的接地线（或电子显微镜内部的地线汇流排）连接，而不要配置一般常见的地线盒或地线端子箱等，不要进入其它等电位端子箱或开关箱，不要与其它汇流排相连。道理很简单，说穿不值钱。不过因为地线属于地下隐蔽工程，做好后很难判断它的独立性究竟好不好。曾经多次碰到磁场好，振动噪声都没问题，电镜本身也是正常的，就是偏偏图像有毛刺，最后临时断开所有接地线毛刺就大为改善，问题所在很清楚了吧。还有市售UPS的接地制式，基本都是不符合单独接地要求的。UPS主机一般共有八个桩头、进出八根线，除两个接电池组外，另有相零地三进三出。要知道：进来的地线桩头在UPS主机内部是与输出的地线桩头完全相通的！UPS厂商工程师按照标准作业规范，把八个头八根线一个一个接好，开机、正常、走人。可是说好的独立地线呢？没啦，在UPS的鼎力相助下，和公共地线网连起来了。呜呜！怎么办？断开就是，两个都断开？显然不对。好，再问，（卖个关子）应该断开哪一个？临时断开地线时必须注意是断开所有的接地线，包括附属设备如能谱波谱拉伸台等等，还包括插在墙上电源插座的显示器，扒拉扒拉一堆呢。包括三个爪子的电源插头，可以拔的都拔掉。如果疏忽漏掉一个没有断开，后面都是做无用功。噢，不，算上误导，就是做负功，不如不做。还有一点需要注意，有时电镜会有循环冷却水箱、空压机、UPS等一大堆附属设备，这些设备也需要接地，但必须和电镜的独立地线分开（有些电镜厂商有明确说明，有些没有），可以使用另一个独立地线，也可以接入公共地线。真空泵由于是从电镜取电（其开启和停止由电镜端控制），一般出厂配置就是用三芯电缆（相、零、地）与电镜相连，曾有人画蛇添足，再给它外壳接个地（说是保险一些），这个地线很自然就接到等电位端子箱、接到公共地线去了。哦噢，独立地线又没有啦！有时图像不好，排查电镜自身原因后,地线就是最可疑的（磁场振动都可以测出来，地线的独立性没法测）。所以，提高对地线的认识，事先与用户（可能还有用户单位电务管理人员）有明确沟通，是很重要的。不幸也是最容易被疏忽的一个方面，唉。2020.11张承青作者简介作者张承青，退休前在某电镜公司工作多年，曾经做过约两千个（次）电镜环境调查、测试，参与多个电镜实验室设计及改造设计规划，在低频电磁环境改善和低频振动改善等方面有些体会，迄今仍在这些方面继续探索。附1：张承青系列约稿互动贴链接（点击留言，与张老师留言互动）： https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1附2：张承青系列约稿发布回顾拟定主题发布时间文章链接序言 电镜实验室环境对电镜的影响2020年10月13日链接系列之一 电子显微镜实验室环境调查的必要性2020年10月15日链接系列之二 电镜实验室的电磁环境改善2020年10月20日链接系列之三 低 频 电 磁 屏 蔽 实 践2020年10月22日链接系列之四 主动式低频消磁系统2020年10月27日链接系列之五 几种改善电磁环境方法比较2020年10月29日链接系列之六 低频振动环境改善2020年11月3日链接系列之七 谈谈电子显微镜的接地2020年11月5日链接系列之八 温度湿度和风速噪声2020年11月11日链接… … … … … … 附3：相关专家系列约稿安徽大学林中清扫描电镜系列约稿

近日，科学仪器行业迎来了前所未有的利好消息。2022年9月13日，国务院常务会议决定对部分领域设备更新改造贷款阶段性财政贴息和加大社会服务业信贷支持，政策面向高校、职业院校、医院、中小微企业等九大领域的设备购置和更新改造。贷款总体规模预估为1.7万亿元。 2022年9月28日，财政部、发改委、人民银行、审计署、银保监会五部门联合下发《关于加快部分领域设备更新改造贷款财政贴息工作的通知》（财金〔2022〕99号），对2022年12月31日前新增的10个领域设备更新改造贷款贴息2.5个百分点，期限2年，额度2000亿元以上。因此今年第四季度内更新改造设备的贷款主体实际贷款成本不高于0.7%（加上此前中央财政贴息2.5个百分点）。这两大重磅政策提供极低利息的贷款给消费端提前进行设备购置和更新改造，推动我国仪器市场迎来新一波仪器采购大潮。仪器信息网注意到，10月7日以来，44所高校院所等单位发布的399项采购意向涉及显微镜（包括电子显微镜等），采购预算总额约33亿元。10月份含显微镜（含电子显微镜等）采购意向汇总序号项目名称预算金额(万元)采购单位发布时间预计采购时间查看1分析测试中心冷冻传输系统和冷冻传输样品杆采购项目320北京理工大学10月26日2022年12月意向原文2分析测试中心原位微区气氛系统采购项目290北京理工大学10月26日2022年12月意向原文3真空转移型高分辨场发射扫描电子显微镜560复旦大学10月26日2022年12月意向原文4原位催化型XPS互联高空间分辨表征系统540复旦大学10月26日2022年12月意向原文5高通量介孔储能材料原位电化学聚光镜单球差透射电镜1900复旦大学10月26日2022年12月意向原文6多功能多气氛环境介孔催化剂评价用图像矫正器透射电镜1300复旦大学10月26日2022年12月意向原文7材料加工-原位加热-结构表征双束多功能综合平台360复旦大学10月26日2022年12月意向原文8复杂结构解析及电热功能原位分析高通量-高分辨表征平台580复旦大学10月26日2022年12月意向原文9高分辨热场发射扫描电子显微镜采购242中山大学10月26日2022年11月意向原文10全自动高分辨快速成像系统采购152中山大学10月26日2022年11月意向原文11激光共聚焦显微镜采购260中山大学10月25日2022年11月意向原文12近红外上转化共聚焦显微镜440华中科技大学10月25日2022年11月意向原文13超高分辨激光共聚焦显微镜420华中科技大学10月25日2022年11月意向原文14智能超灵敏活细胞超分辨显微镜450华中科技大学10月25日2022年11月意向原文15西南交通大学高水平公共测试服务平台建设项目采购2900西南交通大学10月25日2022年11月意向原文16（材料型）原子力显微镜150复旦大学10月25日2022年11月意向原文17超高分辨激光共聚焦显微镜520浙江大学10月25日2022年12月意向原文18原位微纳热力分析型聚焦离子束/电子束扫描电镜836上海交通大学10月25日2022年12月意向原文19中国农业科学院蔬菜花卉研究所国家蔬菜种质资源中期库建设项目122中国农业科学院蔬菜花卉研究所10月24日2022年11月意向原文20西南交通大学复杂环境路面材料耐久性能测试系统采购177西南交通大学10月24日2022年11月意向原文21西南交通大学轨道结构材料响应细微观表征分析平台采购120西南交通大学10月24日2022年11月意向原文22西南交通大学扫描电镜能谱一体机采购140西南交通大学10月24日2022年12月意向原文23共聚焦激光扫描显微镜520浙江大学10月24日2022年11月意向原文24多光子共聚焦显微镜350中国科学院宁波材料技术与工程研究所10月24日2022年12月意向原文25双光子显微镜系统300浙江大学10月24日2022年11月意向原文26先进能源学院 场发射扫描电镜200中山大学10月23日2022年11月意向原文27先进能源学院 扫描电化学显微镜130中山大学10月23日2022年11月意向原文28先进能源学院 原子力显微镜100中山大学10月23日2022年11月意向原文29核科学与技术学院+核材料制备装置120兰州大学10月22日2022年12月意向原文30阜外医院医疗设备购置项目20000中国医学科学院阜外医院10月21日2022年11月意向原文31光发射电子显微镜1500南京大学10月21日2022年12月意向原文32冷冻电镜8000南京大学10月21日2022年12月意向原文33球差矫正透射电子显微镜3000南京大学10月21日2022年12月意向原文34场发射高分辨透射电镜800南京大学10月21日2022年12月意向原文35200kV透射电镜350南京大学10月21日2022年12月意向原文36120kV透射电镜600南京大学10月21日2022年12月意向原文37环境扫描电子显微镜420南京大学10月21日2022年12月意向原文38扫描电子显微镜600南京大学10月21日2022年12月意向原文39透射电镜原位纳米力学测试系统190南京大学10月21日2022年12月意向原文40显微镜操作平台250江南大学10月21日2022年12月意向原文41原子力显微镜200南京大学10月20日2022年12月意向原文42高分辨扫描电子显微镜与阴极荧光系统490南京大学10月20日2022年12月意向原文43显微操作系统、倒置显微镜160山东大学10月20日2022年11月意向原文44自动活细胞成像系统180山东大学10月20日2022年11月意向原文45光片显微成像系统580山东大学10月20日2022年11月意向原文46兰州大学现代化工程训练中心项目建设方案（电工电子基础训练及创新中心）——电子产品装配与检测模块68.22兰州大学10月20日2022年11月意向原文47家畜生物学国家重点实验室培育建设项目2098西北农林科技大学10月20日2022年11月意向原文48未来农业研究院平台建设项目1815西北农林科技大学10月20日2022年11月意向原文49超高分辨率活细胞三维长时程成像系统877.5复旦大学10月20日2022年12月意向原文50转盘式激光共聚焦显微镜675复旦大学10月20日2022年12月意向原文51多功能共聚焦显微拉曼成像系统298北京大学10月20日2022年12月意向原文52CSU转盘式扫描高速共聚焦成像380华南理工大学10月20日2022年11月意向原文53粤港澳中枢神经再生研究院科研设备121.5暨南大学10月20日2022年12月意向原文54快速扫描电子显微镜500上海交通大学10月20日2022年11月意向原文55电子探针系统600中山大学10月19日2022年11月意向原文56低能电子成像系统880中山大学10月19日2022年11月意向原文57场发射扫描电镜350中山大学10月19日2022年11月意向原文58场发射透射电镜1000中山大学10月19日2022年11月意向原文59拉曼-原子力显微镜联用系统200中山大学10月19日2022年11月意向原文60光子技术研究院科研设备987.7暨南大学10月19日2022年12月意向原文61基础医学与公共卫生学院科研设备429暨南大学10月19日2022年12月意向原文62场发射透射电子显微镜800湖南大学10月19日2022年11月意向原文63化学本科实验教学分析表征平台仪器设备购置664兰州大学10月19日2022年11月意向原文64药学实验教学中心升级改革——倒置荧光显微镜27浙江大学10月19日2022年12月意向原文65双球差矫正透射电子显微镜、场发射透射电镜2900北京大学10月19日2022年12月意向原文66材料科学与工程教学实验室规划、改造与建设630华北电力大学10月19日2022年11月意向原文67科研设备更新改造专项-场发射透射电子显微镜900中山大学10月19日2022年12月意向原文68中山医学院荧光显微镜(3台）采购105中山大学10月19日2022年11月意向原文69科研设备更新改造专项-聚焦离子束双束电子显微镜790中山大学10月19日2022年12月意向原文70电能转换与智慧用电教育部工程研究中心实验平台建设1889华北电力大学10月19日2022年12月意向原文71新能源电力系统国家重点实验室仪器设备升级更新项目7242华北电力大学10月19日2022年12月意向原文72国家储能技术产教融合创新平台5000华北电力大学10月19日2022年12月意向原文73新能源发电国家工程研究中心平台建设与设备更新4000华北电力大学10月19日2022年12月意向原文74氢能科学与工程学科及高水平科研平台建设5037华北电力大学10月19日2022年12月意向原文75低碳能源系统功能新材料开发与微纳制造平台4992华北电力大学10月19日2022年12月意向原文76清洁高效燃煤发电关键技术与装备集成攻关大平台4272华北电力大学10月19日2022年12月意向原文77新能源高效转换与特性研究4400华北电力大学10月19日2022年12月意向原文78水利工程学科科学研究706.6华北电力大学10月19日2022年12月意向原文79多维度单分子超分辨表征系统600浙江大学10月19日2022年11月意向原文80白激光共聚焦系统410西安电子科技大学10月19日2022年11月意向原文81化学化工学院高时空分辨显微成像设备采购项目350兰州大学10月19日2022年12月意向原文82材料科学与工程高水平研究平台建设项目2900武汉理工大学10月18日2022年11月意向原文83中南大学资源与安全工程学院新材料/能源环境控制与安全防控技术采购项目1541中南大学10月18日2022年11月意向原文84激光共聚焦显微镜（更正）490清华大学10月18日2022年11月意向原文85材料特征微区原位拉伸形貌分析仪150清华大学10月18日2022年11月意向原文86生物透射电子显微镜440清华大学10月18日2022年11月意向原文87双束三维立体生物成像电子显微镜950清华大学10月18日2022年11月意向原文88高通量切片扫描成像系统206清华大学10月18日2022年11月意向原文89活细胞晶格激光片层扫描显微镜830清华大学10月18日2022年11月意向原文90高分辨率X射线显微镜800清华大学10月18日2022年11月意向原文91快速超高分辨激光共聚焦显微镜450清华大学10月18日2022年11月意向原文92连续光谱激光共聚焦显微镜650清华大学10月18日2022年11月意向原文93多元多相燃料高效清洁混燃研究平台建设665华北电力大学（保定）10月18日2022年12月意向原文94光伏制储氢发电一体化技术研究平台340华北电力大学（保定）10月18日2022年11月意向原文95高分辨率电子显微镜1000南京大学10月18日2022年11月意向原文96多功能可控环境扫描探针显微镜300南京大学10月18日2022年11月意向原文97高倍显微镜260南京大学10月18日2022年11月意向原文98多功能超高分辨荧光分析与激光共聚焦系统970北京理工大学10月18日2022年11月意向原文99原位透射电镜表征系统2156北京理工大学10月18日2022年12月意向原文100功能有机分子化学国家重点实验室+原子力显微镜采购项目250兰州大学10月18日2022年11月意向原文101偏光显微镜60兰州大学10月18日2022年12月意向原文102包裹体测温测压系统80兰州大学10月18日2022年12月意向原文103单分子时间分辨共聚焦荧光显微系统（已有显微镜光谱系统更新）150浙江大学10月18日2022年11月意向原文104全功能扫描光电化学显微镜210浙江大学10月18日2022年11月意向原文105多功能化学成像系统1050浙江大学10月18日2022年11月意向原文106多维度单分子超分辨表征系统1215浙江大学10月18日2022年11月意向原文107表面等离子体共振显微镜300浙江大学10月18日2022年11月意向原文108高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统330山东大学10月18日2022年12月意向原文109超高分辨率场发射扫描电镜400厦门大学10月18日2022年12月意向原文110冷冻切片传输微加工系统585华南理工大学10月18日2022年11月意向原文111双光子激光共聚焦显微镜1000华南理工大学10月18日2022年11月意向原文112广东农工商职业技术学院化学品智能安全管理与实验教学中心设备建设项目372.9广东农工商职业技术学院10月17日2022年11月意向原文113正置荧光显微镜采购项目105北京师范大学10月17日2022年11月意向原文114光片荧光显微镜采购项目580北京师范大学10月17日2022年11月意向原文115中山大学科研设备更新改造专项-活细胞功能分析系统采购190中山大学10月17日2023年6月意向原文116中山大学科研设备更新改造专项-化学发光成像系统采购40中山大学10月17日2023年6月意向原文117中山大学科研设备更新改造专项-切片扫描系统采购168中山大学10月17日2023年6月意向原文118一体化荧光显微成像系统270中山大学10月17日2022年12月意向原文119显微注射系统55中山大学10月17日2022年12月意向原文120中山医学院倒置显微镜（2台）采购100中山大学10月17日2022年11月意向原文121高速双光子显微镜220清华大学10月17日2022年11月意向原文122场发射透射电子显微镜600南京大学10月17日2022年11月意向原文123环境扫描电子显微镜400南京大学10月17日2022年11月意向原文124双球差矫正透射电镜2000南京大学10月17日2022年11月意向原文125微结构加工与成像系统138浙江大学10月17日2022年10月意向原文126tirf全内返荧光显微镜180江南大学10月17日2023年6月意向原文127开尔文探针原子力显微镜220重庆大学10月17日2022年12月意向原文128高通量脑切片成像系统230中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心10月17日2022年11月意向原文129原子力显微镜230北京理工大学10月17日2022年11月意向原文130压电力显微镜180北京理工大学10月17日2022年11月意向原文131高通量低电压透射电子显微镜467北京理工大学10月17日2022年11月意向原文132原子力显微镜350山东大学10月17日2022年11月意向原文133FRET显微镜测定分析系统155山东大学10月17日2022年11月意向原文134微流场测试系统190山东大学10月17日2022年12月意向原文135原子力显微镜390山东大学10月17日2022年11月意向原文136单细胞荧光扫描显微镜120山东大学10月17日2022年12月意向原文137表面共振显微镜400山东大学10月17日2022年11月意向原文138激光扫描共聚焦显微镜195山东大学10月17日2022年12月意向原文139200KV冷冻透射电镜3750山东大学10月17日2022年11月意向原文140显微高速摄像系统190山东大学10月17日2022年12月意向原文141北京大学医学部冷冻电镜系统（一批）采购项目8500北京大学10月17日2022年11月意向原文142北京大学医学部200KV多用途场发射透射电子显微镜采购项目730北京大学10月17日2022年11月意向原文143全自动3D全息无标记活细胞成像系统200江南大学10月17日2022年11月意向原文144材料与能源学院新材料与新能源实验教学平台建设项目-数字显微镜25兰州大学10月17日2022年11月意向原文145材料与能源学院新材料与新能源实验教学平台建设项目-桌面型扫描电镜85兰州大学10月17日2022年11月意向原文146材料与能源学院新材料、新能源科研平台建设项目-原位高分辨显微织构测试系统510兰州大学10月17日2022年11月意向原文147材料与能源学院新材料、新能源科研平台建设项目-激光干涉多物理场传感成像系统480兰州大学10月17日2022年11月意向原文148橡胶类冷冻扫描分析系统520华南理工大学10月17日2022年11月意向原文149冷冻切片传输微加工系统585华南理工大学10月17日2022年11月意向原文150原子力显微镜220华南理工大学10月17日2022年11月意向原文151中南大学湘雅医学院冷冻电子显微镜平台采购项目8000中南大学10月16日2022年11月意向原文152中南大学湘雅医学院形态学平台科研设备采购项目18053中南大学10月16日2022年11月意向原文153中南大学湘雅医学院分子生物学平台采购项目15407中南大学10月16日2022年11月意向原文154中山医学院荧光显微镜（2台)采购150中山大学10月16日2022年11月意向原文155超高分辨率激光共聚焦显微镜500中山大学10月16日2022年11月意向原文156中山医学院激光共聚焦显微镜（全光谱）采购415中山大学10月16日2022年11月意向原文157中山医学院双束扫描电子显微镜采购800中山大学10月16日2022年11月意向原文158中山医学院多维活细胞灌流成像系统采购120中山大学10月16日2022年11月意向原文159原位透射电镜样品杆420复旦大学10月15日2022年11月意向原文160液相原子力显微镜350复旦大学10月15日2022年11月意向原文161聚焦离子束场发射扫描电子显微镜800华南理工大学10月15日2022年11月意向原文162台式扫描电子显微镜150华南理工大学10月15日2022年11月意向原文163中南大学高水平公共卫生学院建设采购项目6600中南大学10月15日2022年11月意向原文164中南大学医学精准诊断实验平台、高端医学影像实验平台、医学智能计算实验平台建设采购项目3000中南大学10月15日2022年11月意向原文165透射电子显微镜520吉林大学10月15日2022年12月意向原文166超高分辨激光共聚焦显微镜315吉林大学10月15日2022年11月意向原文167全自动数字玻片扫描系统280吉林大学10月15日2022年11月意向原文168倒置荧光显微成像及显微操作系统200吉林大学10月15日2022年11月意向原文169活细胞工作站320吉林大学10月15日2022年11月意向原文170高光谱显微镜--显微平台220南京农业大学10月14日2022年11月意向原文171膜蛋白结晶工作站150中山大学10月14日2022年12月意向原文172X射线显微镜900中山大学10月14日2022年11月意向原文173超分辨率显微镜650中山大学10月14日2022年12月意向原文174高通量分子相互作用分析仪0.03中山大学10月14日2022年12月意向原文175自动换液成像培养设备680中山大学10月14日2022年12月意向原文176高分辨率激光共聚焦显微镜580中山大学10月14日2022年12月意向原文177细胞无损实时监测系统100中山大学10月14日2022年12月意向原文178激光共聚焦显微镜260中山大学10月14日2022年12月意向原文179荧光斑点分析仪ELISPOT85中山大学10月14日2022年12月意向原文180高内涵成像分析系统400中山大学10月14日2022年12月意向原文181全自动外泌体提取纯化系统60中山大学10月14日2022年12月意向原文182多功能激光成像仪220中山大学10月14日2022年12月意向原文183液体闪烁计数器90中山大学10月14日2022年12月意向原文184理学院聚焦离子束-电子束系统采购项目925中山大学10月14日2022年11月意向原文185全自动活细胞荧光成像系统75中山大学10月14日2022年12月意向原文186原子力显微镜450中山大学10月14日2022年12月意向原文187化学学院多功能显微发光光谱测试系统采购项目150中山大学10月14日2022年12月意向原文188明场玻片扫描系统50中山大学10月14日2023年6月意向原文189脑片膜片钳系统（含钙成像）195中山大学10月14日2023年6月意向原文190显微注射系统85中山大学10月14日2023年6月意向原文191全光谱成像及组织微环境定量分析系统440中山大学10月14日2023年6月意向原文192细胞荧光成像系统90中山大学10月14日2023年6月意向原文193多普勒干涉原子力显微镜550中山大学10月14日2022年11月意向原文194包裹体测温测压系统80兰州大学10月14日2022年12月意向原文195双目镜3.5兰州大学10月14日2022年12月意向原文196偏光显微镜60兰州大学10月14日2022年12月意向原文197物理科学与技术学院/基于物理学科的基础学科拔尖人才培养实践教学平台建设71兰州大学10月14日2022年12月意向原文198化学学院扫描俄歇纳米探针采购项目750中山大学10月14日2022年11月意向原文199昆虫自动监测系统采购120中山大学10月14日2022年11月意向原文200化学学院形状测量激光显微系统采购项目120中山大学10月14日2023年2月意向原文201显微成像光谱系统150武汉大学10月14日2022年12月意向原文202中山医学院高通量共聚焦活细胞成像系统采购490中山大学10月14日2022年11月意向原文203中山医学院在体双光子显微成像系统采购600中山大学10月14日2022年11月意向原文204中山医学院实时无标记电阻细胞分析仪采购250中山大学10月14日2022年11月意向原文205中山医学院晶格层光显微成像系统采购800中山大学10月14日2022年11月意向原文206中山医学院荧光显微镜采购150中山大学10月14日2022年11月意向原文207化学学院 STM扫描隧道显微镜 项目150中山大学10月14日2022年12月意向原文208seahorse细胞能量代谢分析仪255中山大学10月14日2022年12月意向原文209中山医学院超分辨率显微镜采购720中山大学10月14日2022年11月意向原文210化学学院压电力显微镜采购项目300中山大学10月14日2022年12月意向原文211全自动细胞荧光显微成像90中山大学10月14日2022年12月意向原文212珠海校区高分辨共聚焦拉曼成像系统采购项目476.9北京师范大学10月14日2022年12月意向原文213多功能高分辨磁光克尔显微成像系统109吉林大学10月14日2022年12月意向原文214视频级生物型原子力显微镜330吉林大学10月14日2022年11月意向原文215场发射透射电子显微镜950吉林大学10月14日2022年11月意向原文216电镜拉曼一体化显微镜联用分析系统647.9吉林大学10月14日2022年12月意向原文217激光差动共焦显微镜120吉林大学10月14日2022年11月意向原文218超分辨共聚焦扫描显微镜368吉林大学10月14日2022年11月意向原文219超高分辨率激光共聚焦显微镜360吉林大学10月14日2022年11月意向原文220资源环境学院 拔尖创新人才培养平台建设15兰州大学10月14日2022年11月意向原文221中国科学院大学物理科学学院原子力显微镜采购项目198中国科学院大学10月14日2022年10月意向原文222超声波扫描显微镜采购项目141中山大学10月14日2022年11月意向原文223场发射电子显微镜采购项目440中山大学10月14日2022年11月意向原文224西南交通大学聚焦离子束扫描电子显微镜和场发射扫描电子显微镜购置项目1500西南交通大学10月14日2022年11月意向原文225生物医学科学与工程学院-超高分辨率倒置荧光显微镜320华南理工大学10月14日2022年11月意向原文226双转盘激光共聚焦高内涵系统550华南理工大学10月14日2022年11月意向原文227中山医学院高分辨率激光共聚焦显微镜（倒置型)采购480中山大学10月13日2022年11月意向原文228中山医学院全自动玻片扫描系统采购250中山大学10月13日2022年11月意向原文229中山医学院大组织样本光片显微镜采购435中山大学10月13日2022年11月意向原文230化学学院压电力显微镜采购项目300中山大学10月13日2023年3月意向原文231中山医学院高通量活细胞功能分析系统采购200中山大学10月13日2022年11月意向原文232中山医学院数控剪切流活细胞自动分析系统采购240中山大学10月13日2022年11月意向原文233中山医学院透射电子显微镜采购495中山大学10月13日2022年11月意向原文234飞秒激光-聚焦离子束三束电子显微镜采购800中山大学10月13日2022年11月意向原文235肖特基场发射扫描电子显微镜采购193中山大学10月13日2022年11月意向原文236中山医学院激光共聚焦显微镜（正置型）采购420中山大学10月13日2022年11月意向原文237超景深视频显微镜70中山大学10月13日2022年12月意向原文238中山医学院高分辨率荧光成像系统（倒置型）采购120中山大学10月13日2022年11月意向原文239中山医学院转盘共聚焦显微镜（倒置型）采购495中山大学10月13日2022年11月意向原文240中山医学院数字化组织原位多组学分析系统采购450中山大学10月13日2022年11月意向原文241双球差校正透射电子显微镜采购4300中山大学10月13日2022年11月意向原文242共聚焦显微镜采购182中山大学10月13日2022年11月意向原文243中山医学院多光谱组织成像分析系统采购400中山大学10月13日2022年11月意向原文244激光共聚焦显微镜700中山大学10月13日2022年11月意向原文245中山医学院激光共聚焦显微镜（正置型）采购320中山大学10月13日2022年11月意向原文246中山医学院高分辨率场发射扫描电子显微镜采购495中山大学10月13日2022年11月意向原文247中山医学院高分辨率激光共聚焦显微镜（正置型)采购480中山大学10月13日2022年11月意向原文248中山医学院高分辨率荧光成像系统（正置型）采购120中山大学10月13日2022年11月意向原文249高通量低电压透射电子显微镜467北京理工大学10月13日2022年11月意向原文250压电力显微镜180北京理工大学10月13日2022年11月意向原文251中国药科大学共聚焦显微镜项目500中国药科大学10月13日2022年11月意向原文252低压超快原子分辨透射电镜2600吉林大学10月13日2022年11月意向原文253多用途场发射透射电镜720吉林大学10月13日2022年11月意向原文254生命科学学院全自动数字玻片扫描系统采购项目210中山大学10月13日2022年11月意向原文255生命科学学院晶格层光显微镜采购项目980中山大学10月13日2022年11月意向原文256线扫描激光共聚焦显微镜450浙江大学10月13日2022年11月意向原文257球差校正电子显微镜3146吉林大学10月13日2022年11月意向原文258双球差校正透射电子显微镜3000吉林大学10月13日2022年11月意向原文259双束拉曼一体化显微镜联用分析系统647.9吉林大学10月13日2022年12月意向原文260微纳光学成像工作站557华南理工大学10月13日2022年11月意向原文261球差矫正透射电子显微镜5000华南理工大学10月13日2022年11月意向原文262超高分辨率原位动态显微成像系统575华南理工大学10月13日2022年11月意向原文263双光子激光共聚焦显微镜1000华南理工大学10月13日2022年11月意向原文264生物医学科学与工程学院-扫描探针及激光共聚焦成像系统600华南理工大学10月13日2022年11月意向原文265测试中心原子力显微镜（AFM）采购项目500中山大学10月12日2022年11月意向原文266测试中心生物型原子力显微镜采购项目443中山大学10月12日2022年11月意向原文267测试中心原子力显微镜-红外光谱联用采购项目795中山大学10月12日2022年11月意向原文268生态学院倒置荧光显微镜设备采购项目22兰州大学10月12日2022年11月意向原文269生物医学工程学院透射电子显微镜（120kV）采购项目440中山大学10月12日2022年11月意向原文270生物医学工程学院激光共聚焦显微镜（正置型)采购项目275中山大学10月12日2022年11月意向原文271生物医学工程学院桌面型扫描电镜采购项目110中山大学10月12日2022年11月意向原文272测试中心显微微区荧光寿命成像系统采购项目98中山大学10月12日2022年11月意向原文273基于高通量成像筛选设备150清华大学10月12日2022年11月意向原文274高分辨率光片系统470清华大学10月12日2022年11月意向原文275原位冷冻超分辨激光共聚焦系统400清华大学10月12日2022年11月意向原文276高分辨在体双光子激光扫描共聚焦成像系统680清华大学10月12日2022年11月意向原文277智能超灵敏活细胞超分辨显微镜480清华大学10月12日2022年11月意向原文278超高分辨三维（3View）扫描电子显微镜870四川大学华西医院10月12日2022年11月意向原文279草业科学国家级实验教学示范中心一流草学人才培养平台建设项目43兰州大学10月12日2022年11月意向原文280生命科学学院生物学野外实习科教一体化平台-农作物生长箱等设备采购项目85兰州大学10月12日2022年11月意向原文281生命科学学院细胞、免疫及显微技术科教一体化平台-荧光相差显微成像系统采购项目126兰州大学10月12日2022年11月意向原文282医学实验中心十人共览显微镜采购项目28兰州大学10月12日2022年11月意向原文283数字病理切片扫描仪120四川大学华西医院10月12日2022年11月意向原文284惰性气氛下锂电池界面表征用布鲁克原子力显微镜350华北电力大学10月12日2022年11月意向原文285超高分辨场发射扫描电子显微镜360华北电力大学10月12日2022年10月意向原文286200kV冷场发射透射电镜1600华南理工大学10月12日2022年11月意向原文287聚焦离子束场发射扫描电子显微镜800华南理工大学10月12日2022年11月意向原文288环境扫描电子显微镜400山东大学10月11日2022年11月意向原文289眼科手术显微镜20南京农业大学10月11日2022年11月意向原文290高级正置显微镜（含成像系统）5南京农业大学10月11日2022年11月意向原文291显微镜5南京农业大学10月11日2022年11月意向原文292耳科显微镜100四川大学华西医院10月11日2022年11月意向原文293微纳米尺度红外光谱成像系统725华南理工大学10月11日2022年11月意向原文294扫描隧道显微镜185华南理工大学10月11日2022年11月意向原文295四川大学华西第二医院11-12月专业设备采购4391四川大学华西第二医院10月11日2022年11月意向原文296大组织样本激光片层扫描显微镜430清华大学10月11日2022年11月意向原文297高分辨率激光片层扫描显微成像系统490清华大学10月11日2022年11月意向原文298高通量快速转盘共聚焦成像分析系统350清华大学10月11日2022年11月意向原文299公共卫生学院+核酸鉴定平台150兰州大学10月11日2022年12月意向原文300公共卫生学院+蛋白鉴定平台180兰州大学10月11日2022年12月意向原文301化学化工学院针尖增强拉曼光谱成像系统采购项目450兰州大学10月10日2022年11月意向原文302化学化工学院受激拉曼散射显微成像系统采购项目500兰州大学10月10日2022年12月意向原文303化学化工学院/分析测试中心成像质谱显微镜设备采购项目850兰州大学10月10日2022年10月意向原文304化学化工学院高效型激光共聚焦显微镜350兰州大学10月10日2022年11月意向原文305基础医学院双光子激光共聚焦成像系统设备采购项目500兰州大学10月10日2022年11月意向原文306护理学基础研究平台采购项目160兰州大学10月10日2022年12月意向原文307医学实验中心倒置荧光显微镜采购项目204兰州大学10月10日2022年11月意向原文308医学实验中心激光共聚焦采购项目330兰州大学10月10日2022年11月意向原文309医学实验中心360度全息无标记3D荧光显微镜采购项目98兰州大学10月10日2022年11月意向原文310电子增益探测正置光学显微系统160华南理工大学10月10日2022年11月意向原文3113D单分子定位显微镜260华南理工大学10月10日2022年11月意向原文312双光子激光微纳加工系统480华南理工大学10月10日2022年11月意向原文313超快高分辨原子力显微镜560华南理工大学10月10日2022年11月意向原文314超快激子扩散四维成像显微镜1050华南理工大学10月10日2022年11月意向原文315研究级倒置显微镜系统100华南理工大学10月10日2022年11月意向原文316冷冻场发射（生物）扫描电子显微镜450清华大学10月10日2022年11月意向原文317先进能源学院荧光显微镜采购项目120中山大学10月10日2022年11月意向原文318集成电路学院场发射扫描电镜（SEM)采购391.7中山大学10月10日2022年11月意向原文319集成电路学院高精度光学显微镜采购84中山大学10月10日2022年11月意向原文320集成电路学院原子力显微镜采购228中山大学10月10日2022年11月意向原文321集成电路学院金相显微镜采购80中山大学10月10日2022年11月意向原文322集成电路学院操作显微镜采购12中山大学10月10日2022年11月意向原文323高分辨场发射透射电镜2500哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文324离子/电子双束系统1400哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文325多场耦合原位微纳米力学可视化测试系统1350哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文326高分辨场发射扫描电子显微镜590哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文327高分辨镓离子双束电镜-二次离子质谱一体化系统1210哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文328扫描电镜原位高通量荧光纳米力学测试装置605哈尔滨工业大学10月10日2022年11月意向原文329西南交通大学分析测试中心测试能力提升建设项目采购120西南交通大学10月10日2022年10月意向原文330兰州大学中长期贷款项目投资估算表-拔尖创新人才培养平台60兰州大学10月10日2022年11月意向原文331兰州大学药学院荧光光学倒置显微镜采购项目45兰州大学10月10日2022年11月意向原文332兰州大学药学院荧光正置显微镜及成像系统采购项目60兰州大学10月10日2022年11月意向原文333基础医学院显微数码互动教学实验室采购项目144兰州大学10月10日2022年11月意向原文334基础医学院显微数码互动教学实验室采购项目192兰州大学10月10日2022年11月意向原文335开办费实验室设备购置第二包322.2中国医学科学院病原生物学研究所10月9日2022年11月意向原文336单分子成像和捕获系统530华南理工大学10月9日2022年11月意向原文337多势阱光镊操控系统190华南理工大学10月9日2022年11月意向原文338STED超分辨成像系统620华南理工大学10月9日2022年11月意向原文339北京大学人民医院国家创伤医学中心经费项目购转盘共聚焦显微镜185北京大学人民医院10月9日2022年11月意向原文340兰州大学生命科学学院荧光相差显微成像系统采购项目126兰州大学10月9日2022年11月意向原文341兰州大学生命科学学院红外相机等采购19.48兰州大学10月9日2022年11月意向原文342兰州大学生命科学学院激光聚焦扫描显微镜采购项目240兰州大学10月9日2022年11月意向原文343傅里叶红外光谱/红外显微镜400哈尔滨工程大学10月9日2022年11月意向原文344超快超高压原子级扫描透射电子显微镜3600哈尔滨工程大学10月9日2022年11月意向原文345氦离子束显微镜1100哈尔滨工程大学10月9日2022年11月意向原文346单光子计数共聚焦显微镜1500哈尔滨工程大学10月9日2022年11月意向原文347全通道激光共聚焦显微镜800哈尔滨工程大学10月9日2022年12月意向原文348口岸检疫查验能力提升项目20.5中华人民共和国济南机场海关10月9日2022年11月意向原文349兰州大学生命科学学院超高分辨率显微成像系统设备采购项目730兰州大学10月9日2022年10月意向原文350兰州大学生命科学学院全自动电动荧光显微镜设备采购项目68兰州大学10月9日2022年10月意向原文351物理学院/量子钻石原子力显微镜设备350兰州大学10月9日2022年11月意向原文352兰州大学生命科学学院双光子显微成像系统设备采购项目450兰州大学10月9日2022年10月意向原文353兰州大学生命科学学院激光共聚焦显微镜设备采购项目480兰州大学10月9日2022年10月意向原文354兰州大学生命科学学院高速转盘式共聚焦成像显微镜设备采购项目350兰州大学10月9日2022年10月意向原文355兰州大学生命科学学院激光片层扫描成像系统设备采购项目570兰州大学10月9日2022年10月意向原文356生命科学学院植物生理实训平台采购项目45南京农业大学10月9日2022年11月意向原文357生态学院研究级正置显微镜设备采购项目35兰州大学10月8日2022年11月意向原文358生态学院共聚焦扫描成像显微镜采购项目130兰州大学10月8日2022年11月意向原文359生态学院基因编辑与显微注射平台设备采购项目38.6兰州大学10月8日2022年11月意向原文360药学院激光共聚焦显微镜233.7中山大学10月8日2022年11月意向原文361数字PCR、多通道全自动扫描成像系统、石英晶体微天平、全自动活细胞荧光显微镜成像系统690中国医学科学院肿瘤医院10月8日2022年11月意向原文362双光子激光共聚焦显微镜680南京农业大学10月8日2022年11月意向原文363激光片层扫描显微系统410南京农业大学10月8日2022年11月意向原文364免疫荧光显微系统60南京农业大学10月8日2022年11月意向原文365Spinning disk激光共聚焦荧光显微镜500南京农业大学10月8日2022年11月意向原文366原子力显微镜350南京农业大学10月8日2022年11月意向原文367光电联用激光共聚焦显微镜400南京农业大学10月8日2022年11月意向原文368受激发射损耗显微镜620南京农业大学10月8日2022年11月意向原文369体视显微镜26南京农业大学10月8日2022年11月意向原文370全内反射荧光显微镜175南京农业大学10月8日2022年11月意向原文371荧光倒置显微镜48南京农业大学10月8日2022年11月意向原文372人文与社会发展学院金相显微镜100南京农业大学10月8日2022年12月意向原文373人文与社会发展学院扫描电子显微镜100南京农业大学10月8日2022年12月意向原文374人文与社会发展学院生物显微镜100南京农业大学10月8日2022年12月意向原文375自旋科技研究院购置激光共聚焦荧光显微镜设备项目380华南理工大学10月8日2022年11月意向原文376自旋科技研究院购置扫描探针显微镜项目294华南理工大学10月8日2022年11月意向原文377自旋科技研究院购置金刚石NV色心扫描显微镜系统项目460华南理工大学10月8日2022年11月意向原文378自旋科技研究院购置电子束曝光系统项目498华南理工大学10月8日2022年11月意向原文379双光子扫描光遗传学显微镜500北京大学10月8日2022年11月意向原文380植物保护学院教学中心仪器设备采购项目680南京农业大学10月8日2022年11月意向原文381教务处、国家级实验教学中心显微互动系统采购项目383.7南京农业大学10月8日2022年11月意向原文382中国药科大学场发射电子探针显微分析仪(SEM)项目600中国药科大学10月8日2022年11月意向原文383中国药科大学扫描电镜项目500中国药科大学10月8日2022年11月意向原文384中国药科大学光片显微成像系统项目600中国药科大学10月8日2022年11月意向原文385中国药科大学超高分辨率激光共聚焦项目560中国药科大学10月8日2022年11月意向原文386动物科技学院显微操作系统等仪器采购项目249.7南京农业大学10月8日2022年11月意向原文387全自动活细胞荧光显微镜成像系统165中国医学科学院肿瘤医院10月8日2022年11月意向原文388动物科技学院显微镜等仪器采购项目248.9南京农业大学10月8日2022年11月意向原文389白激光共聚焦显微镜490清华大学10月8日2022年11月意向原文390高分辨扫描电镜600华南理工大学10月8日2022年11月意向原文391环境电子显微镜及制样设备5200华南理工大学10月8日2022年11月意向原文392超高能量分辨率多功能谱学专用电镜3000华南理工大学10月8日2022年11月意向原文393自旋科技研究院购置自旋电子材料表征设备项目1330华南理工大学10月8日2022年11月意向原文394超高分辨球差矫正磁成像透射电镜4000华南理工大学10月8日2022年11月意向原文395兰州大学草地农业科技学院显微数码互动系统采购108兰州大学10月7日2022年11月意向原文396形状测量激光纤维系统138厦门大学10月7日2022年11月意向原文397场发射扫描电镜360厦门大学10月7日2022年11月意向原文398水生动物疫病专业实验室建设项目734.6华中农业大学10月7日2023年1月意向原文399正置全样品双超分共振快速成像系统350清华大学10月7日2022年11月意向原文

导读经过前面的几期学习，相信大家对显微镜的基础知识已经有了足够的了解，自信心提的满满的吆！接下来就可以根据实际需求来选择对应的显微镜了。让我们一起走进ECHO显微镜的世界，挑选一台属于你的显微镜吧。荧光电动显微镜—RevolveECHO显微镜颠覆了大家对显微镜的认知，是对传统显微镜设计的重新思考，是真正意义上的设计一体化和操控显示一体化，易学易用，使枯燥的实验变得简单有趣。高分辨率3D成像，获得最佳成像效果Revolve显微镜采用实时反卷积(DHR)，增加宽场荧光显微镜图像锐度，抑制噪声减少模糊，提高荧光检测分辨率。自动Z轴配合实时反卷积(DHR)功能，在保持高分辨率的同时，对较厚样本进行全景深扫描合成，实现3D高分辨成像。正倒置一体，一机两用Revolve显微镜既可以正置观察，也可以倒置观察，在正置和倒置之间自由转换。使用户不再因为样品的不同而分别购置正置和倒置两类显微镜，一机实现切片、培养皿、培养瓶和多孔板等多种样本类型的观察需求。在降低设备成本的同时，也节约了空间。试问：我还需要纠结选择买正置还是倒置吗，当然是都要喽。智能化操作，高效便捷Revolve显微镜采用自动荧光的方式，可以快速捕捉荧光信号，避免荧光淬灭。自动双相机系统保证了明场和荧光条件下都可以获得最好的观察效果。智能化的软件使操作变得更加简单。明场显微镜—Rebel随着Revolve的问世，ECHO显微镜的设计理念深受用户的喜欢，但是对于没有荧光需求的用户，一款正倒置兼备的Rebel足矣。自动细胞计数软件，无需特殊耗材Rebel为满足更多的用户需求，特别开发了自动细胞计数软件。区别于市场上的细胞自动计数仪，Rebel兼具显微镜与计数功能于一身。不再需要特殊的观察耗材，可使用玻片、培养皿、培养瓶等耗材进行细胞自动计数。高效便捷的网络共享方式Rebel还具有非常高效便捷的网络共享方式，通过WIFI、Internet等多种通讯方式，可以实现实时实验教学、病例分享和多人会诊。全电动显微镜—Revolution针对更高级别用户需求，ECHO又推出了Revolve进阶版Revolution，正倒置一体化设计，带来更多应用场景；双相机系统保证了确保效果最优；实时反卷积功能配合高速Z-stacking功能，提高荧光检测的分辨率。独特的触屏控制XY自动载物台功能，便于观察样品的定位；对于大样品扫描成像，电动载物台和Hyperscan功能结合,使扫描速度提升了一倍。对于活细胞的观察，活细胞工作站和多功能智能化联动，保证了活细胞长时间的观察。最后，我们一起来看一下ECHO显微镜下的微观世界吧。看到这样一台成像质量好，操作简单，适用范围广的显微镜，有没有心动呀，想不想体验一下操作极简，体验极佳的显微镜呀，想不想让我们珍贵的实验样本也有一个如此美轮美奂的瞬间，那就赶紧联系我们，申请试用吧，三款产品，总有一个适合你的吆！

p style="text-align: center "　　img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ac8312f3-7576-4030-9e53-535bb0a1b2a7.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="text-align: center "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "科研人员正利用双光子-STED显微镜观察样品/spanbr//pp　　“现在做生物的，都盯着《科学》《自然》，仪器只要求用最好的，眼里没有国产进口之分 做医生的，更是绝对不希望因为仪器而延误病人的诊治。可大家传统观念里都觉得，国产仪器不好用。国产要真正替代进口，面临着很大压力，这怎么破?”/pp　　浙江大学教授王平抛出的这个问题，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所(以下简称苏州医工所)想要给出答案。12月26日，苏州医工所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨显微光学核心部件及系统研制”通过验收，strong标志着我国具备了高端超分辨光学显微镜的研制能力。/strong/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "白天不懂夜的黑/span/strong/pp　　在当今生物学和基础医学研究中，高/超分辨光学显微镜的作用是至关重要的，尤其是10~100纳米尺度的超分辨显微光学成像，更是取得原创性研究成果的重要手段。/pp　　例如，在微生物学研究中，科学家通过对微生物活体动态进行超微观测，能够揭示许多重要的生命现象 在神经生物学领域，科学家需要动态观察神经突触的形成和变化，以揭示高级神经活动及神经病变的亚细胞结构功能 而在医学领域，更需要依赖超分辨光学显微镜去观察病毒入侵细胞的机制等。/pp　　然而，光学专家和生物学家之间，却似乎一直有一条看不见的鸿沟。/pp　　这种割裂，苏州医工所所长唐玉国有着切身体会。在来苏州之前，他在中科院长春光学精密机械与物理研究所工作多年。他坦言，“strong以前我们做光学的就是埋头做自己的，并不懂生物学家对高端显微镜有多么渴求/strong。”/pp　　苏州医工所是中科院唯一一家以生物医学仪器、试剂和生物材料为主要研发方向的研究所，在与大量生物领域专家接触后，唐玉国意识到，我国对光学显微镜特别是高端光学显微镜的需求极其旺盛。/pp　　但现状是，strong我国虽然是显微镜消费大国，但自己只能生产中低端产品，高端仪器基本依赖于进口，这已经严重制约了我国生物学和基础医学等相关前沿领域的创新研究/strong。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "鱼与熊掌如何兼得?/span/strong/pp　　历时5年攻关，苏州医工所科研人员全面突破大数值孔径物镜、特种光源、新型纳米荧光增强试剂、系统集成与检测等关键技术，已经申请90余项国家发明专利，其中获得授权30余项，并strong研制出了激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、受激发射损耗(STED)超分辨显微镜、双光子-STED显微镜等高端光学显微镜整机/strong。/pp　　以双光子-STED显微镜为例，它将双光子显微技术和STED显微技术有机融合在一起，不仅能对较厚的样品进行深层成像，还能对感兴趣的区域进行超高分辨成像。/pp　　“双光子和STED两种显微镜市场上都已经有仪器销售了，但它们都有着自己的优缺点，双光子显微镜能看到样本中深层结构，但看不了尺度100纳米以内的细节结构 而STED显微镜成像分辨率能达到50纳米，但成像深度很浅。”苏州医工所研究员张运海说。/pp　　张运海告诉《中国科学报》，在一些脑科学研究中，经常需要看一些比较厚的脑切片结构，如果用两台显微镜分别观察深层结构和100纳米以内的细节结构，需把样品从一台显微镜挪动到另一台显微镜，就找不到原来观察的位置了。“通过这台双光子-STED显微镜，科学家就可以方便地观察深层结构和表层感兴趣区域的精细结构。”/pp　　此外，研究所还通过该项目，建成了高端显微光学加工、装调、检测以及显微镜整机技术集成工程化平台，有望为用户提供定制化的显微镜设备，为我国高端光学显微镜的发展提供了系统解决方案。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "从进口到出口/span/strong/pp　　中科院院士柴之芳对这几台高端显微镜的诞生感到很欣慰，他希望这些仪器能够尽快实现产业化，不仅助力科学研究，最终还能在临床上得到应用，在一定程度上替代国外的产品。/pp　　实际上，项目所研制的超分辨显微镜或核心部件已在国内外多家研究机构使用，并已取得了部分成果。/pp　　比如，中科院动物研究所利用高端光学显微镜观察发育生物学中的基本现象，研究潜在调控机制。中科院上海药物研究所应用高端光学显微镜观察药物胞内靶向定位和输送，加速创新性新药研发。美国斯坦福大学、日本东京大学、我国陆军军医大学等专业实验室利用双光子显微成像技术进行了信息识别、行为控制等脑科学核心问题的研究以及动物在体成像实验，获得了高分辨实时神经元活动成像数据。/pp　　此外，显微镜和关键部件已有部分成果实现了出口销售。如双光子显微镜已销往德国、以色列、美国等多家国外研究机构。/pp　　验收专家组认为，项目组完成的四类高端光学显微镜，以及大数值孔径显微物镜、特种光源等核心部件，所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求，四类超分辨显微成像系统均已达到实用化水平、完成了总体目标，同意通过验收。/pp　　但唐玉国直言，strong高端显微镜的国产化道路并不是一蹴而就的/strong。他透露，strong研究所下一步还将结合工程化及成果转化创新模式，实现科技成果在研发平台、工程化平台、产业化平台、市场平台的高效对接/strong，通过系列化、组合化的产品布局，实现显微镜系统和核心部件的工程化、产业化。“接下来我们要把显微镜的性能再提高几个百分点，一点点地把失去的阵地拿回来。”/p

显微镜技术经过长期发展，加之近年来物理学界接二连三出现的重大科研进展，终于，在2008年，显微镜发展史上的新成果&mdash &mdash 超高分辨率荧光显微镜为科学家所研制出。人们预言，它定会成为生物学家的好帮手。　　Stefan Hell打破了物理学界的传统看法　　自从1873年Ernst Abbe第一次发现光学成像具有衍射限制现象以来，物理学界就公认，显微镜的分辨率具有极限，该极限与光源的波长有关。直到一个多世纪之后，罗马尼亚物理学家Stefan Hell推翻了这一观点。他是首位不仅从理论上论证了，而且用实验证明了使用光学显微镜能达到纳米级分辨率的科学家。　　罗马尼亚物理学家Stefan Hell，现任德国马克斯· 普朗克生物物理化学研究院(Max Planck Institute of Biophysical Chemistry)主任。　　早在上世纪80年代中期，当时师从德国海德堡大学(University of Heidelberg)一位低温固态物理学家的Stefan Hell就已经发现，如果不是像常规那样使用一个透镜聚焦，而是将两个大孔径的透镜组合在一起聚焦，就可以提高光学显微镜的分辨率。Stefan Hell是首位发现这一现象的研究人员。　　Hell于1990年顺利完成了他的博士学业，但同时，这也意味着他将无法再凭借奖学金的资助进行研究了。Hell最终决定独自一人继续在家研究以上的发现，并最终成功发明了4Pi显微镜。4Pi显微镜，超高分辨率成像中的一个步骤　　时任美国马萨诸塞州坎布里奇市哈佛大学(Harvard University)化学系教授的Sunney Xie遇到了Hell，当他了解了Hell发明的4Pi高分辨率显微镜时，Xie对Hell勇敢地对传统物理学观点提出挑战的精神表示赞许。　　随后，Hell带着他的发明来到了位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(European Molecular Biology Laboratory, EMBL)，并获得了德国科学基金会提供的奖学金。1991年，Hell在该实验室开始他的博士后研究工作。　　起初，许多科学家，包括那些声名显赫的物理学家都认为Hell的工作对于提高光学显微镜的分辨率没有太大的意义。他们认为，Hell仅用他那少得可怜的科研经费来从事这项研究简直就是在冒险。但Hell却始终坚信他能够打破衍射极限。　　Hell的努力没有白费，他的冒险终于获得了回报。1992年，Hell第一次用他的4Pi高分辨率显微镜证明了他的确能将传统光学显微镜的分辨率提高3~7倍。然而，尽管Hell提高了Z方向的分辨率，他还是没能突破衍射极限的限制。　　此后不久，Hell又在芬兰土尔库大学(University of Turku)得到了他的第二个博士后职位。一个星期六的早晨，Hell正躺在研究生公寓的床上看一本有关光学量子理论的书，突然，灵光一闪，Hell脑海里浮现了一个想法：如果使用一种合适的激光，仅激发一个点的荧光基团使其发光，然后再用一个面包圈样的光源抑制那个点周围的荧光强度，这样就只有一个点发光并被观察到了。Hell给他的这项发明取名STED，即受激发射损耗显微镜(stimulated emission depletion)。有了这个想法后，Hell立即行动，冲进实验室进行相关实验。每当回想起当时的心情，Hell都会觉得那是他科研生涯中最激动的时刻。　　曾在EMBL与Hell共事，并共同研发4Pi显微镜的Pekka Hanninen指出，Hell在土尔库大学进行研究工作时非常刻苦。那时，他经常被许多问题困扰。尽管如此，研究过程中还是有许多快乐萦绕着他们。Hell不仅是一名严谨的科学研究者，还是一名音乐爱好者，每当工作至深夜时，实验室走廊总会回响起Hell吹奏萨克斯风的动听乐声。由共聚焦显微镜(左图)和STED(右图)成像的一个神经元。　　1994年，Hell在《光学快报》(Optics Letters)上发表了他关于STED的理论文章。不过直到多年以后，这项理论才得以在实践中被证实。在那段时间里，Hell一面继续研究工作，一面四处奔走筹集科研经费，还卖掉了他4Pi 显微镜的专利。　　但是那个时候Abbe的衍射极限理论仍然在学界占统治地位，许多物理学家对Hell的理论都持怀疑甚至批评态度，因此他们也都将研究重点放在其它的成像技术上。尽管如此，Hell还是在1997年与马普生物物理化学研究所签订了一份长达5年的合同，以继续他的STED研究。　　1999年，Hell将他的研究成果分别投给了《自然》(Nature)杂志和《科学》(Science)杂志，不过都被退稿。当时两位杂志的主编都没有意识到他的研究成果将会改变整个显微镜领域。　　直到2000年，事情才终于有了转机&mdash &mdash 《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表了Hell的科研成果。采用 Hell的STED技术，人们第一次得到了纳米级的荧光图像。Hell的工作由此获得了广泛的肯定，2002年，他获得了马普研究所的终身职位。从此，Hell一直在马普研究所从事成像技术的研究工作。　　紧随STED这项开创性工作之后，世界各地实验室等研究机构内陆续出现了一批高分辨率的显微镜技术。例如，由珍妮莉娅法姆研究学院(Janelia Farm Research Campus)的物理学家兼工程师Mats Gustafsson领导的研究团队开发出了结构光学显微镜(structured-illumination microscopy, SIM)。果蝇卵母细胞内的肌动蛋白的3D SIM成像，该照片拍摄于完整的卵泡内。　　SIM技术的原理是通过一系列光成像的图案对低分辨率莫尔条纹形式的精细结构进行成像，此类图像是采用其它技术所无法观察到的。然后再由计算机处理、分析这些条纹中包含的信息，最终就可以获得高分辨率的图像。　　同年，Gustafsson小组得到了HeLa细胞中肌动蛋白细胞骨架的图像，他的图像相比传统显微镜的图像来说，在测向上的分辨率提高了2倍。随后，Gustafsson小组又使用非线性技术将整体分辨率提高了4倍。　　科研竞赛　　2006年，超高分辨率显微镜研究行业翻开了新的篇章。Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组、Samuel Hess小组以及庄晓威(音译)科研小组几乎同时报道了他们提高显微镜分辨率的科研成果，下面分别介绍这三个小组的研究情况。　　Eric Betzig、Harald Hess以及Jennifer Lippincott-Schwartz小组　　2005年夏天，细胞生物学家Jennifer Lippincott-Schwartz卸下了她在美国马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院(HIV)暗室里的红色灯泡。Lippincott-Schwartz正在为赋闲在家的两位物理学家Eric Betzig和Harald Hess腾出空间，筹备实验室。正是这两位物理学家研制出了光敏定位显微镜(photoactivated localization microscopy, PALM)，他们的这种新产品能将荧光显微镜的分辨率提升至纳米级水平。　　接下来的整个冬天，Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz等人都一直在那间狭小的没有取暖设备的实验室里工作。现在就职于美国弗吉尼亚州阿士伯恩霍华德休斯医学研究所珍妮莉娅法姆研究学院(Howard Hughes Medical Institute&rsquo s Janelia Farm Research Campus in Ashburn, Virginia)的Hess承认，自己与Betzig对生物学的认识都不深。不过近15年来，他们一直都在努力，希望能运用生物学知识获取高分辨率的显微图像，但是没有取得明显进展。然而，当Hess和Betzig了解到Lippincott-Schwartz和George Patterson在2002年发明的光敏绿色荧光蛋白(photoactivatable green fluorescent protein)后，他们知道他们已经找到了解决问题的关键所在。　　回想起当时的情形，Lippincott-Schwartz指出：&ldquo 他们当时非常激动。我还记得当我们得到第一张显微图像时，你根本无法看出那是什么东西。直到我看到他们将荧光图像和电镜图像叠加之后的结果才相信，我们成功了。我当时觉得这一切真是太神奇了。&rdquo 　　2006年，Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组在《科学》(science)杂志上发表了他们的PALM研究成果。使用PALM可以清楚得看到细胞黏着斑和特定细胞器内的蛋白质。　　Samuel Hess小组　　Samuel Hess小组是上述三个小组之一。Hess是美国缅因州立大学(University of Maine)物理系的助理教授。2005年夏天，Hess一直在和他们学校的化学工程师和生物学工程师，就如何提高观察活体细胞脂筏结构的分辨率等问题进行交流。　　2005年的一个夏夜，Hess被邻居家举办舞会的声音吵醒。半睡半醒的Hess走下楼来，随手画了一副设计图，他的这种设计是需要借助荧光标记的蛋白质来显示细胞形态的。第二天早上，当Hess重新翻看这幅非清醒状态绘制的潦草的设计图时，不由得大笑起来。不过令人吃惊的是，他的这幅设计图竟然没有一点问题。于是他把这幅图拿给物理系的同事检查，但同事也没有发现任何问题。　　接下来，Hess就按照他的设计图开始制作显微镜了。此时，他的科研经费所剩不多，而结题时间转眼就到。因此，Hess等人以最快的速度组装好显微镜，并进行了试验。同时，在不到两天的时间里，缅因州立大学表面科学技术实验室的同事就为Hess制备好供检验显微镜效果的蓝宝石晶体样品。　　对于同事们的帮助，Hess总是不胜感激。　　2006年，《生物物理学期刊》(Biophysical Journal)刊登了Hess小组的科研成果。他们将这项研究成果命名为荧光光敏定位显微镜(fluorescence photoactivation localization microscopy, FPALM)。2007年，Hess小组证明了FPALM可以分辨细胞膜脂筏上的蛋白质簇。　　庄晓威科研小组　　与此同时，另一个研究小组&mdash &mdash 哈佛大学霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Investigator at Harvard University)的研究员庄晓威科研小组也在研究高分辨率成像技术。　　通过3D STORM观察到的一个哺乳动物细胞内线粒体网状系统。传统荧光成像(左图) 3D STORM成像(中图)，其中，采用不同颜色标记出z的位置 3D STORM成像中xy维图像(右图)。　　其实，这三个小组都有一个共同的也是非常简单的理念，那就是先获得单分子荧光图像，再将成千上万个单分子图像叠加在一起，获得最终的高分辨率的图像。　　早在2004年初，庄等人就已经意外发现了有一些花青染料可以用作光敏开关。这也就意味着这些染料既可以被激活发出荧光，也可以被关闭不发光，人们可以使用不同颜色的光束来随意控制这些花青染料的开和关。　　从那以后，庄等人就一直在研究如何用光敏开关探针来实现单分子发光技术。他们希望能用光敏开关将原本重叠在一起的几个分子图像暂时分开，这样就能获得单分子图像，从而提高分辨率。Eric Betzig小组和Samuel Hess小组也都采用了同样的策略，只不过他们使用的不是光敏开关而是一种可以先被荧光激活继而被漂白失活的探针。　　2006年，庄的科研成果在《自然-方法》(Nature Methods)杂志上发表，他们将这项成果命名为随机光学重建显微镜(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)。使用STORM可以以20nm的分辨率看到DNA分子和DNA-蛋白质复合体分子。　　此后几年，超高分辨率荧光显微镜又得到了进一步的发展。现在，生物学家已经能够使用超高分辨率荧光显微镜在纳米水平上观察细胞内部发生的生化变化了。以往那些大小在200nm至750nm之间的模糊泡状图像再也无法对他们造成困扰了。尽管早在上世纪80年代，科研机构里就已经出现了超高分辨率显微镜的构思，但只是最近几年里这项技术才伴随着它的商业化进程获得了快速发展。现在，已经有几十家实验室安装了这种最新型的显微镜并投入了使用。正像Lippincott-Schwartz所说的，超高分辨率显微镜正在以飞快的速度被科研界接受，在生物学界更是如此。　　超高分辨率显微镜的成绩　　已经开始使用这些显微镜的生物学家对这项技术都表示出了极高的热情。Jan Liphardt这位在美国劳伦斯伯克力国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)工作的生物学家，还清楚地记得他2006年第一次在《科学》(science)杂志读到Betzig的那篇有关PALM技术的论文时的激动心情。当他看到那幅线粒体蛋白的图像时立刻想到了该技术可以用于他自己的微生物研究领域。　　Liphard说道：&ldquo 通常，我们得到的大肠杆菌荧光图像都只有20像素，甚至更低，现在突然有一幅几千像素的图片摆在你面前，你可以想象那是一种什么感觉。&rdquo 　　Liphard现在正与Betzig以及其他一些研究人员一起研究大肠杆菌的趋化现象(chemotaxis)。Liphard还提到：&ldquo 我从没想到这项技术达到的分辨率有这么高，可以如此清楚地看到细胞内单个蛋白质分子的定位，甚至还能定量。而对我来说，每天的工作实际上就是在弄清楚这些蛋白质在什么位置，什么时候存在。而之前我们的研究主要采用间接方法。但超高分辨率显微镜这项新技术是我从事科研工作这么长时间以来，感触最深，获益最大的一项科技成果。&rdquo 　　美国丹佛市科罗拉多州立大学医学院(Medicine at the University of Colorado Denver)的助理教授Nicholas Barry也正在和Betzig合作，他们使用了一台蔡司的全内反射荧光成像系统(total internal reflection fluorescence imaging, TIRF)来研究肾细胞顶端胞膜上的蛋白质簇。　　Barry指出，只需要一台蔡司显微镜和普通电脑，差不多就足够了。此外，他们还花费3万美元添置了两台激光发射器。现在，Barry等人可以在8分钟内得到一幅图像，这幅图像由10000帧图像合成，每一帧图像上显示10个分子。最后的图像文件大小大约是0.3GB。Barry等人还使用Perl语言自己开发了一套免费程序。Barry表示：&ldquo 这里面包含了每帧图像的资料信息，客户可以根据这些信息进行相关计算。&rdquo Barry充满信心地提到，很快就会有人为NIH的那套免费图像分析软件ImageJ开发出一套运算程序作为插件使用。　　美国斯坦福大学(Stanford University)化学及应用物理系教授W.E. Moerner曾于1989年第一个在试验中使用光学显微镜得到了单分子图像。W.E. Moerner教授表示，这几年来，超高分辨率显微镜研究领域已经取得了巨大的进展，终于达到了纳米级单分子分辨率。他兴奋地说：&ldquo 经过了近20年对单分子成像课题的研究，我们终于取得了完美的成果。&rdquo 　　展望　　自从2006年STORM技术和PALM技术问世以来，科技工作者就一直在不断努力，对它们进行改进、完善和提升。2008年，Lippincott-Schwartz的研究团队将PALM技术和单颗粒示踪技术(single-particle tracking)结合，成功地观测到活体细胞胞膜蛋白的运动情况。同年，庄小威研究组在《科学》(science)杂志上也发表了他们的3D STORM成像成果，该技术的空间分辨率比以往所有光学3D成像技术的分辨率都要高出10倍。论文中，他们展示了用3D STORM成像技术拍摄的肾细胞内微管结构图和其它的分子结构图。随后，他们又进一步将该技术发展成了多色3D成像技术(multicolor 3D imaging)。Gustafsson，还有其他一些科研工作者使用3D SIM技术(该技术使用3束干涉光，而不是常见的2束)观察到了共聚焦显微镜(confocal microscopes)无法观测到的哺乳动物细胞核内结构。位于德国的世界知名光学仪器制造公司蔡司公司进一步发展了SIM和PALM技术，不过他们将PALM称为PAL-M。蔡司公司预计将于2009年末推出全新的成像产品。　　2008年，Hell小组使用STED技术通过抗体标记目标蛋白，观察到了活体神经元细胞中突触小泡(synaptic vesicles)的运动过程。同年稍晚些时候，他们又使用4Pi显微镜和STED技术得到了固定细胞内线粒体的3D图像，分辨率达到了40至50nm。最近，他们又使用超高分辨率显微镜成像技术对脑切片组织中的形态学变化进行了研究，并得到了活体神经元细胞树突棘(dendritic spines)的3D图像。PALM在哺乳动物细胞内拍摄到的粘附复合物。　　由于最近几年这些新技术的不断涌现，现在可以对活体细胞进行三维观察了。Gustafsson指出，随着PALM技术和STORM等新技术的出现，以前很多看起来不可能的事情现在都变得可能了。　　尽管已有许多科学家从这项技术进展中获益，但是仍然可以进一步提高，以使更多的研究人员能够在自己的工作中使用它。到目前为止，那些成功应用此项技术的实验室都采取了正确的技术组合：研究人员可以很好地将物理学与生物学相结合&mdash &mdash 他们将显微镜装配并做适当的调节，然后用它对生物学样品进行检测。Moerner指出，软件的编写也不容小觑：对检测到的光子进行定位和报告需要进行准确计算，从而得到合适的分辨率。　　仅仅是显微镜的价格就已经限制了它的普及性，Leica&rsquo s TCS STED显微镜高达100万美元。因此，如何获得相应的资金来购置显微镜仍然是摆在研究人员面前的一个难题，位于丹佛市的科罗拉多大学(University of Colorado)光学显微镜组主任Bill Betz这样说道。　　Betz曾申请用于显微镜购置的资金，但遭到了拒绝。但他表示，他们已经计划再次申请相关资金。而Stefan Hell曾指出，激光领域的技术进展已经可以使得研究人员自己在实验室内构建一个STED平台，花费只需不到10万美元。　　除了要将这一技术方法普及，使生物学家能够加以利用之外，该项技术的研发人员还表示，他们已经开始致力于研究更宽范围及更多样的荧光探针了。更好的探针当然能够为我们带来更高的分辨率及更快速的图像处理。美国纽约阿尔伯特&bull 爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)解剖学及结构生物学副教授Vladislav Verkhusha说到：&ldquo 为了对活体哺乳动物细胞进行研究，你就需要有一整套的荧光标记蛋白和可通过光控开关控制的蛋白质。&rdquo 他本人在荧光蛋白领域的研究工作就受益于PALM的出现。　　庄晓威的众多项目之一便是与Alice Ting及其在麻省理工学院(MIT)的实验室合作，对蛋白标记技术进行研究，希望能够找到一种方法可以将小和明亮的光控开关可控的探针标记于细胞的特异蛋白上，从而可以对活细胞进行成像。她提到：&ldquo 将遗传标记方法与小而明亮且可被光控开关控制的探针结合在一起，将是今后发展分子级别超高分辨率成像的十分理想的一种方法。&rdquo 　　尽管研发人员还将继续努力，以进行相应技术的提高，但是超高分辨率荧光显微镜更加广泛的应用还是毫无疑问地成为新的一年的标志。Harald Hess说：&ldquo 这一技术的确会为生物学家的工作带来很大的帮助。同时，我们也在不断询问，&lsquo 你们想要用它做什么精彩的实验?&rsquo 事实上，我们也得到了许多精彩的答案。&rdquo