原子分辨分析型透射电镜

日本电子株式会社今年迎来了开业60周年庆典，随着庆祝活动大幕的徐徐拉开，最新发布的S/TEM球差过滤一体化透射电镜JEM-ARM200F也在本月开始全球接受订单。JEM-ARM200F是目前全球分辨率最高的商业化透射电镜，分辨率可达0.08nm。第一台该型号的透射电镜将安装在美国的德克萨斯大学（The University of Texas at San Antonio, Texas）由世界顶级电镜学者Miguel Yacaman主导的电镜实验室里。 透射电镜技术经过一段时间的积累，发生了质的飞跃。特别是最近球差过滤技术的发展可以称得上是世界上最激动人心的技术进步之一，它将在纳米技术、材料科学、制药领域、生命科学、化学等领域起到更大的推动作用。 日本电子株式会社以其优秀的电子光学系统从60年前一个电子光学实验室发展到全球最大的电子光学供应商，并在近20年内一直引领透射电镜技术的发展，JEM-ARM200F就是其最新的代表作。球差过滤器分为STEM球差过滤器和TEM球差过滤器两种，日本电子株式会社是目前唯一可以提供两种过滤器的生产厂家，在此之前都安装在被业界公认是最稳定的JEM-2100F场发射透射电镜上，而JEM-ARM200F则实现了球差过滤一体化控制，极大的提高了可操作性。JEM-ARM200F不仅可以获得高分辨透射电镜图像，还可以提供无与伦比的空间分辨率，可以进行原子级EDS和EELS分析。同时稳定性极高且操作极为方便。详情请咨询日本电子株式会社各地办事处。

原子周围产生的磁场被认为是磁力的起源，透射电镜的分辨率现在虽然可到原子级，但样品往往放在强磁场中，因此原子周围的磁场无法被观测。由日本东京大学和日本电子会社（JEOL）联合开发的原子级分辨率无磁场透射电镜（MARS）使这种观测成为可能。最新研究结果今年2月10日在Nature上发表(https://www.nature.com/articles/s41586-021-04254-z)。 MARS外观图(上图）a) 原子构造模型，箭头为磁矩方向b) 113K下原子分辨率的STEM图像c) 113K下获得的DPC像处理后的磁场像d) 根据原子构造模型模拟的磁场结果 详情咨询日本电子株式会社在中国的子公司捷欧路（北京）科贸有限公司及其分支机构。 捷欧路（北京）科贸有限公司 袁建忠提供

仪器信息网讯 2021年1月21日，化学领域国际顶刊《Journal of the American Chemical Society》刊登了东京大学研究团队题为“Capturing the Moment of Emergence of Crystal Nucleus from Disorder ”的研究成果，该成果基于团队一位硕士研究生捕捉到的原子分辨率视频，首次实时拍摄了盐晶体形成的原子分辨率视频，为研究了几个世纪的成核过程理论，首次从原子水平给予实验室验证。论文链接：DOI: 10.1021/jacs.0c12100在一个振动的碳纳米角中生长的氯化钠晶体两项新技术——原子分辨率实时视频和锥形碳纳米管约束技术——帮助研究人员可以看到以往从未见过的晶体形成细节。这些观察证实了关于盐晶体如何形成的理论预测，并可以为一般的理论提供依据，即说明晶体形成如何从无序的化学混合物中产生不同有序结构。我们生活中，身边的晶体随处可见，如雪花、盐粒甚至钻石。它们由分子的规则和重复排列而组成，而这些排列都是从这些分子的混乱无序的“海洋”中生长出来。从无序状态到有序状态的生长过程被称为成核，尽管已经研究了几个世纪，但直到现在，在原子水平上的确切过程从未被实验证实。仅仅能够在原子水平上看到分子是不够的——这种能力已经存在了几十年。晶体的生长是一个动态的过程，观察它的生长与观察它的结构一样重要。幸运的是，东京大学化学系的研究人员用他们的单分子原子分辨率实时电子显微镜技术(SMART-EM)解决了这个问题。ZH这项技术以每秒25张图片的速度捕捉化学过程的细节。“我们的一名硕士学生，Masaya Sakakibara，使用SMART-EM来研究氯化钠盐的行为，”项目助理教授Takayuki Nakamuro说，“为了将样品固定在合适的位置，我们使用了原子厚度的碳纳米角，这是我们之前的发明之一。随着Sakakibara拍摄的令人惊叹的视频，我们立即注意到有机会以前所未有的细节来研究晶体成核的结构和统计方面。”298k条件锥形CNT中NaCl的九次结晶视频截取(0-44.40 s)。实验条件为:加速电压80 kV，电子剂量率4.0x105 e - nm-2 s-1，每帧曝光时间40毫秒，视频的回放速度与原始录像相同。298k条件锥形CNT中NaCl的九次结晶视频截取(44.44 - 88.84 s)298k条件锥形CNT中NaCl的九次结晶视频截取(88.88 - 133.28 s)Nakamuro和他的团队观看了Sakakibara捕捉到的视频，他们是有史以来第一批看到由几十个NaCl分子组成的微小长方体晶体从分离的钠离子和氯离子的混乱混合物中逐渐形成过程的人。他们也立刻注意到晶体出现频率的统计模式，该模式遵循众所周知的正态分布，这一结果早已被理论化，但直到现在才被实验证实。Eiichi Nakamura教授说:“盐只是我们探测成核基本原理的第一种模型物质。盐只有一种结晶方式。但其他分子，如碳，可以以多种方式结晶，形成石墨或钻石。这就是所谓的多态性，目前没有人看到导致多态的核形成的早期阶段。我希望我们的研究为理解多态性的机制提供了第一步。”氯化钠结晶过程研究该团队的研究成果意义将不仅限于石墨、钻石等，晶体生长中的多态性也是许多制药和电子元件生产中的重要过程。附：关于实验使用的原子分辨率透射电镜原子分辨率透射电子显微镜(TEM)观察是在JEOL JEM-ARM200F仪器上进行的，该仪器配有像差校正器(点分辨率为0.10 nm)，在298和473 K, E = 80 kV加速度下，在1×10–5 Pa的样品柱中，实验采用1~3 μm的球差(Cs)值和电子剂量率(EDR 每秒每nm2电子数每)为2.0×106–1.0×107 e–nm–2 s–1 (200万倍放大)。在298 K以25fps（每秒帧速率）或在473 K以50fps的帧速率连续记录一系列图像， CMOS相机(Gatan OneView,原位模式,4096×4096像素)在binning 2模式下运行（输出图像大小：2048×2048像素，像素分辨率0.01nm，200万倍）和binning 4模式(输出图像大小:1024×1024像素,像素的分辨率在0.02 nm，200万倍)。所有图像都在Gatan DigitalMicrograph软件上自动处理。为了记录样品的原子分辨率视频，研究者首先在100,000倍的网格上观察整个碳纳米管团聚体，寻找适合仔细分析的锥形碳纳米管。为了深入分析，研究者将放大率提高到200万倍，并开始录像。在图像采集过程中调整了散焦值。图像记录在欠聚焦条件下(散焦值:10 - 20nm)。使用Gatan DigitalMicrograph软件，以.dm4格式录制。日本电子 JEM-ARM200F 透射电子显微镜Gatan OneView 数字成像系统

一、项目基本情况1、项目编号：豫财招标采购-2024-3132、项目名称：河南大学高端科研装备购置与更新（电镜平台第一批）项目3、采购方式：公开招标4、预算金额：21,000,000.00元最高限价：21000000元序号包号包名称包预算（元）包最高限价（元）1豫政采(2)20240365-1河南大学高端科研装备购置与更新（电镜平台第一批）项目21000000210000005、采购需求（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）①采购内容：200KV超高分辨场发射透射电镜、200KV分析型场发射透射电镜等设备采购；②数量：详见第五章 货物需求及技术要求；③供货安装期：合同生效之日起365日历天内全部到货并安装调试完毕，第五章 货物需求及技术要求 中有特殊规定的按其规定；④交货地点：采购人指定地点；⑤质量要求：合格；⑥质保期：国产设备三年，进口设备一年，质保期自项目验收合格后并签署书面验收报告之日起计算；“第五章 货物需求及技术要求”中有特殊规定的按其规定。6、合同履行期限：按合同执行；7、本项目是否接受联合体投标：否8、是否接受进口产品：是9、是否专门面向中小企业：否二、获取招标文件1.时间：2024年04月28日 至 2024年05月07日，每天上午00:00至12:00，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外。）2.地点：《河南省公共资源交易中心网》（www.hnggzy.net）；3.方式：供应商凭CA密钥登陆（http://www.hnggzy.net）市场主体系统并按网上提示下载招标文件及资料（详见http://www.hnggzy.net公共服务-办事指南）供应商未按规定在网上下载招标文件的，其投标将被拒绝；4.售价：0元三、凡对本次招标提出询问，请按照以下方式联系1. 采购人信息名称：河南大学地址：开封市河南大学金明校区曾宪梓一楼联系人：蒋老师联系方式：0371-221964182.采购代理机构信息（如有）名称：河南诚信工程管理有限公司地址：郑州市郑东新区商鼎路56号东方陆港C栋14层联系人：刘女士联系方式：0371-533079553.项目联系方式项目联系人：刘女士联系方式：0371-53307955

日前，JEOL宣布推出新型原子分辨率电镜JEM-ARM300F。　　透射电镜一直以来是材料研发当中进行微观结构分析的重要工具。然而，随着纳米级或原子水平的先进材料的研发，针对这类材料的合成研究越来越需要高分辨率的成像和分析技术。　　为了满足这种需求，日本电子一直聚焦于推出带有球差校正器的透射电镜技术来超越目前的分辨率极限。在2009年，日本电子推出了JEM-ARM200F，200kV的透射电镜，采用了球差校正技术，分辨率达到了80pm(STEM成像)，这是首台达到如此高的分辨率的商品化电镜。为达到原子分辨率水平，JEM-ARM200F整合各种功能来确保高度稳定的性能。目前，已有超过100台ARM200F安装在世界各地，许多研究人员对于电镜原子水平的成像和分析非常熟悉。　　同时，随着像差校正的广泛应用，用户对于透射电镜又涌现出各种各样新的需求，除了高分辨率，还有高分析灵敏度、原位分析、灵活的加速电压控制，和像差校正的易操作性。　　因而，JEOL研发了JEM-ARM300F，可以说是JEM-ARM200F的升级版，300kV的原子分辨率透射电镜，采用日本电子自己的像差校正技术。JEM-ARM300F的又被称作&ldquo GRAND ARM&rdquo ，分辨率可达63pm(STEM分辨率)。GRAND ARM可以根据用户的需求用于超高分辨率成像，或高灵敏度的分析应用，以及原位分析。　　该仪器主要的目标用户是研究机构或半导体制造商。（编译：秦丽娟）

p　　strong仪器信息网讯/strong 8月23日，东京大学中村荣一(化学系特聘教授/东京大学名誉教授)、原野幸治(化学系特任副教授)合作在Nature Communications刊发文章《Atomistic structures and dynamics of prenucleation clusters in MOF-2 and MOF-5 syntheses》（/ppbr//ppDOI：10.1038/s41467-019-11564-4 ），首次以原子分辨率透射电镜制作出化学合成视频。/pp　　span style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "strong发表者点评/strong/span/pp　　strong中村荣一/strong教授表示：“自2007年以来，物理学家已经实现了超过200年的梦想， 能够看到单个原子的能力。但这并没有就此结束。我们的研究小组已经超越了这个梦想，创造了分子视频，以前所未有的细节观察化学反应。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/72b8ccad-2767-4e1a-8cdd-e5abaf43c6a6.jpg" title="00.jpeg" alt="00.jpeg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "东京大学化学系教授中村荣一/span/pp　　strong原野幸治/strong解释道：“这是一个两部分的问题。在宏观上，将独特的高分辨率电子显微镜与快速灵敏的成像传感器结合起来进行连续视频成像存在工程挑战 而在微观层面上，我们必须设计一种方法来捕获感兴趣的分子，把它们固定到位，这样相机就能捕捉起运动作用。”/pp　　“让我们感到惊讶的是我们的计划确实有效。这是一项复杂的挑战，但我们首先在2013年对这些分子视频进行了视觉化。从那时到现在，我们努力将这个概念变成一个有用的工具。我们的首个成功是成像和描述一个立方体形状的分子，这是金属-有机骨架合成过程中发生的一种重要的中间形式。我们用了一年时间来说服我们的论文审稿人我们发现的是真实的。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 270px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/13ff28e1-e633-48ec-a361-42e4f3160e29.jpg" title="0.jpeg" alt="0.jpeg" width="450" height="270" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "原野幸治与研究中使用的原子分辨率透射电子显微镜/span/pp　　strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "发表要点/span/strong/pp　　在溶液中捕捉化学反应中一个接一个地产生和消失的中间产物(反应中间体)的每一个分子，并且用电子显微镜观察到并确定了迄今为止未知的反应中间体的结构。/pp　　用以往的分析方法，只能对溶液中发生的各种化学反应中间体的混合物的平均分子图像，或极少一部分的分子图像进行分析。本次提取了每一个分子，并成功确定了结构。/pp　　此次研究表明，此研究方法可以确定以往常规方法无法观察到的化学反应中间体的每一个分子的结构，从材料科学到生物化学有望得到广泛的学术和工业应用。/pp　　span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(255, 0, 0) "strong发表概要/strong/span/pp　　东京大学化学系教授中村荣一和副教授原野幸治等研究小组开发了中间产物(反应中间体)，它们在化学反应中一个接一个地产生和消失。在溶液中捕获并且通过原子分辨率电子显微镜(电子显微镜，注释1)观察，成功地确定了迄今未知的反应中间体的结构。/pp　　(span style="color: rgb(165, 165, 165) "注释1：像差校正技术的最新进展使得即使使用适于观察有机材料的低加速电压的电子显微镜也能够以原子分辨率捕获图像。 2015年在东京大学分子生命创新大楼新建立的最先进的透射电子显微镜实现了超高速连续拍摄，空间分辨率为0.08纳米，每秒1600幅图像。/span)/pp　　化学反应一般在从反应物到生成物的过程中，通过不断形成系列反应中间体推动进行。这些中间体的结构各不相同，而且由于在反应溶液中保持平衡，结构不断变化，所以很难通过实验捕获结构。中村教授等，将对反应中间体具有很强亲和力的“分子鱼钩”装在碳纳米管上，再将纳米管放入反应溶液中进行反应。然后，开发了一种新技术，通过快速冷却和过滤快速停止反应，将在反应进行的各阶段发生的一系列的中间体“抓住在鱼钩”上，一网打尽地依次进行结构分析(图1)。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/f4f19cfd-7e1b-4012-b0a0-6a10f0e90416.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图1.本研究中使用的“分子钩”技术的概念图/span/pp　　本次研究中采用的反应是气体储存材料和催化剂形成金属-有机骨架(MOF)的反应，反应中间具有一维至三维结构(簇)，并且从原子水平，统计信息阐明了微小分子聚集体生长成晶体的反应机理。/pp　　除人工化学合成反应外，本方法还可应用于对天然矿物、骨矿等矿物质生成等材料形成的反应分析，有望开发出高效化学反应、阐明生命现象。/pp　　strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "发表的内容/span/strong/pp　　strong研究背景/strong/pp　　“像观看分子模型一样观察分子的反应情况”是科学家长期以来的梦想，也是极其困难的课题。在化学反应中，在将一种物质转换为另一种物质的过程中，存在大量的中间生成物(反应中间体)，并且作为混合物形式存在。/pp　　在现有化学反应的分析中，反应总体情况的一般的描述方法是：这些众多反应中间体的平均值，或者主要反应中间体被分离后的结构分析。而每个中间体有各自的形状和大小，关于它们的每种形状和大小的信息并无从获得。特别是，当许多物质参与化学反应时，分析更加困难。为了阐明化学反应机理的细节，有必要建立一种澄清由分子之间的微小反应产生的每个纳米级中间体的结构的方法。/pp　　中村教授等人的研究小组在2007年以来,“它单分子原子分辨率实时间电子显微镜(smart-em)映射”的独立开发的分子运用电子显微镜技术,小分子一个一个的动态视频拍摄记录的研究正在进行。2012年,有机分子的结晶化过程中产生的分子集合体的分子结构及出现频率决定成功,视频拍摄,但单分子不仅分子集合体的研究中也史无前例的最尖端的测量法和报告(nat . mater . 2012, 11, 877)。/pp　　自2007年以来，中村教授等的研究小组充分利用了独立开发的分子电子显微镜技术“原子分辨率单分子实时电子显微镜(SMART-EM)成像”(注4)，“小分子一个一个的动态视频拍摄记录的研究正在进行”。2012年，研究小组成功地拍摄确定了有机分子结晶过程中分子组装的分子结构和出现频率，视频拍摄在分子组装和单分子研究中前所未有。相关报道称这是一种最尖端的测量方法(Nat.Mater.2012,11,877)。/pp　strong　具体的研究内容/strong/pp　　这次,中村教授研究小组, 在碳纳米管尖端引入了化学亲和力，并用它作为“分子钩”从反应混合物中拾取反应中间体，然后使用原子分辨率进行结构解析。通过显微观察成功地以惊人的方式分析了结构(图1)。此外，表明可以基于所获得的数百种反应中间体的结构的统计信息来研究反应机理。/pp　　在这项研究中，主要专注于一组称为金属有机框架(MOF)的物质。MOF内部具有规则的纳米孔，其在储气剂和催化剂中的应用已得到广泛研究，但MOF形成过程的实验信息极为有限。尤其是MOF形成初期发生的纳米尺寸的反应中间体的结构信息，目前尚未获得。因此，这次，由对苯二甲酸(PET瓶的原料)和硝酸锌(图2)合成的两种MOF(称为MOF-2和MOF-5)用于制备具有对苯二甲酸作为分子钓鱼钩的碳纳米管。通过与尖端结合来拾取反应中间体，并进行结构分析(图3)。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/80fb40ca-4192-4136-a008-9153d11fc727.jpg" title="harano_2.jpg" alt="harano_2.jpg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图2.通过在溶液中加热对苯二甲酸和六水合硝酸锌而生产的两种MOF(MOF-2和MOF-5)。 MOF-2具有通过溶剂层叠网状平面网络的结构，而MOF-5具有像丛林健身房那样的三维网状结构，并且两种结构都具有纳米尺寸的孔。 下部显示晶体结构。 浅蓝色，红色和灰色球体分别代表锌，氧和碳原子。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 247px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fd333a83-18cf-45e3-9623-ba98d8c16f4e.jpg" title="harano_3.jpg" alt="harano_3.jpg" width="450" height="247" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图3.使用附着在碳纳米管尖端上的“分子钓鱼钩”来升高MOF形成反应中间体的反应示意图。/span/pp　　在反应的每个阶段通过在每个MOF产生、反应、猝灭然后停止反应的温度条件下将碳纳米管与分子钩一起添加到反应混合物中而产生的一系列中间体被鱼钩抓住。然后，将提取的碳纳米管置于电子显微镜中真空条件下观察，以原子分辨率获得MOF形成的反应中间体而产生的1-2纳米尺寸的聚集体(簇)。松散耦合的簇在电子显微镜拍摄的实时尺度上是自发旋转的，因此，可以不倾斜样品而从各种角度观察其三维结构，并在原子水平上揭示了其三维结构。在MOF的形成过程中，产生了由锌离子和对苯二甲酸构成的无数中间体，但是通过取出一个这样的未知分子来确定结构，对于分子结构分析具有重要意义。/pp　　作为MOF-2的反应中间体，除了许多一维链簇之外，还观察到具有作为MOF-2的部分结构的正方形结构的簇(图4)。另一方面，从MOF-5反应溶液中拾取具有立方三维结构的中间体(图5)。通过使用含有碘的对苯二甲酸作为重元素，可以使用碘作为标记物来确定三维结构，并且含有12个有机分子的立方中间体小于1埃，可以精度确定结构(图6)。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 230px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/3f5be26a-4141-464f-9cd4-9e741caaf74b.jpg" title="harano_4.jpg" alt="harano_4.jpg" width="600" height="230" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图4.从MOF-2反应溶液收集的碳纳米管尖端拾取的反应中间体的电子显微镜图像。 (左)许多一维链簇(箭头)和二维方阵(包围虚线)。 (右)从触摸钟摆的方形簇的电子显微镜电影中提取的每个帧。顶部是真实图像，底部是相应的分子模型。图中的数字是从视频录制开始经过的时间(单位：秒)。原子着色与图1中的相同。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 241px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5a962d8f-8b0c-4018-8eaa-b8c9dfb958cd.jpg" title="harano_5.jpg" alt="harano_5.jpg" width="600" height="241" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图5.用碘原子标记的MOF-5立方反应中间体的原子分辨率电子显微镜电影。图中的数字是从视频录制开始经过的时间(单位：秒)。图中的比例尺为1纳米。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 424px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2bb411ce-c5d7-4a49-a86d-5a1a4caaebac.jpg" title="harano_6.jpg" alt="harano_6.jpg" width="600" height="424" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　图6示出了从图5所示的运动图像中提取的电子显微镜图像的帧(左)，与每个图像对应的分子模型(右)，以及电子显微镜模拟图像(中心)。图中的数字是从视频录制开始经过的时间(单位：秒)。图中的比例尺为1纳米。/span/pp　　这只是能够以精确和可控的方式控制化学合成的第一步，研究人员称之为“示构合成”。随着合成反应的进步，观察反应的细节非常重要，这样才能有效地进行逆向工程。/pp　　化学家200年前的梦想是看到一个原子，现在的梦想是控制分子，以便建筑创造出合成矿物质，甚至是拯救生命的新药。/pp　　strong附：/strong/pp　　本研究的电子显微镜的部分图像分析是在日本科学技术厅(JST)研究成果展开事业尖端测量技术和设备开发计划(课题编号:JPMJSN16B1)的支援下实施的。/pp　　在这项研究中，使用原子分辨率透射电子显微镜(JEM-ARM200F，由JEOL Ltd.制造)，这是由国际科学创新中心开发项目引入并由东京大学分子生命创新组织运营的共享仪器。透射电子显微镜观察的一部分是在教育，文化，体育，科学和技术部纳米技术平台的支持下进行的(发行编号：12024046)/pp　　strong论文链接：/stronga href="https://www.nature.com/articles/s41467-019-11564-4" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "https://www.nature.com/articles/s41467-019-11564-4/span/a/p

透射电子显微镜（TEM）在物理、化学、结构生物学和材料科学等领域的微纳结构研究中发挥着重要作用。电子显微镜像差校正光学的进展极大地提高了成像系统的质量，将空间分辨率提高到了低于50pm的水平。然而，在实际样品中，只有在极端条件下才能达到这个分辨率极限，其中一个主要的障碍是，在比单层更厚的样品中，多电子散射是不可避免的（由于电子束与原子静电势之间的强库仑相互作用）。多次散射改变了样品内部的光束形状，并导致探测器平面上复杂的光强分布。当对厚度超过几十个原子的样品进行成像时，样品的对比度与厚度之间存在非线性甚至非单调的依赖关系，这阻碍了通过相位对比成像方式直接确定样品的结构。定量结构图像解释通常依赖于密集的图像模拟和建模。直接修正样品势需要解决多重散射的非线性反函数问题。尽管已经通过不同的方法对晶体样品的不同布拉格光束进行相位调整（其中大部分是基于布洛赫波理论），但对于具有大晶胞或非周期结构的一般样品来说，这些方法变得极其困难，因为需要确定大量未知的结构因子。Ptychography（叠层衍射成像）是另一种相位修正方法，可以追溯到20世纪60年代Hoppe的工作。现代成熟的装置使用多重强度测量——通常是通过小探针扫描广大的样品收集的一系列衍射图案。这种方法已广泛应用于可见光成像和X射线成像领域。直到最近，电子叠层衍射成像技术还受到样品厚度和电子显微镜中探测器性能的限制。二维（2D）材料和直接电子探测器的发展引起了更广泛的新兴趣。用于薄样品（如2D材料）的电子叠层衍射成像已达到透镜衍射极限的2.5倍的成像分辨率，降至39μm阿贝分辨率。然而，这种超分辨率方法只能可靠地应用于小于几纳米的样品，而较厚样品的分辨率与传统方法的分辨率没有实质性差异。对于许多大块材料来说，这样的薄样品实际上很难实现，这使得目前的应用局限于类2D系统（例如扭曲的双层）。对于比探针聚焦深度更厚的样品，多层叠层衍射成像方法提出了使用多个切片来表示样品的多层成像。所有切片的结构可以分别恢复。目前，利用可见光成像或X射线成像都成功地演示了多层叠层衍射成像。然而，由于实验上的挑战，只有少数的多层电子叠层衍射成像证据的报道，并且这些报道在分辨率或稳定性方面受到限制。透射电子显微镜使用波长为几皮米的电子，有可能以原子的固有尺寸最终确定的固体中的单个原子成像。然而，由于透镜像差和电子在样品中的多次散射，图像分辨率降低了3到10倍。康奈尔大学研究人员通过逆向解决多次散射问题，并利用电子叠层衍射成像技术克服电子探针像差，证明了厚样品中不到20皮米的仪器（图像）模糊以及线性相位响应；原子柱的测量宽度受到原子热涨落的限制，新的研究方法也能够在所有三维亚纳米尺度的精度从单一的投影测量定位嵌入原子的掺杂原子。相关研究工作以“Electron ptychography achieves atomic-resolution limits set by lattice vibrations”为题发表在《Science》上。图1 多层电子叠层衍射成像原理图2 PrScO3的多层电子叠层衍射重建图3 多层电子叠层衍射成像的空间分辨率和测量精度图4 多层电子叠层衍射的深度切片

随着电子、热电和计算机技术已经小型化到纳米级，工程师们面临着研究相关材料基本特性的挑战。在许多情况下，研究目标太小而无法用光学仪器观察。加州大学欧文分校、麻省理工学院和其他机构的一组研究人员利用尖端电子显微镜和新技术，找到了一种以原子分辨率绘制声子（晶格中的振动）的方法，从而实现更深入地理解热通过量子点传播的方式，设计电子元件中的纳米结构。为了研究声子如何被晶体中的缺陷和界面散射，研究人员使用透射电子显微镜中的振动电子能量损失光谱法探测了靠近硅锗单量子点的声子动态行为，该设备位于欧文材料研究所在UCI校园内。该项目的成果近日发表在《自然》杂志。“我们开发了一种新技术，以原子分辨率差分映射声子动量，这使我们能够观察仅存在于界面附近的非平衡声子，”共同作者，UCI 材料科学与工程和物理学教授、Henry Samueli 工程学院讲席教授、IMRI 主任Xiaoqing Pan说。 “这项工作标志着该领域的一项重大进展，因为这是我们第一次能够提供直接证据，证明漫反射和镜面反射之间的相互作用在很大程度上取决于具体的原子结构。”据Xiaoqing Pan所述，在原子尺度上，热量在固体材料中传输，因为当热量远离热源时，原子波会从其平衡位置移位。在具有有序原子结构的晶体中，这些波被称为声子：原子位移的波包，其携带的热能等于它们的振动频率。该团队使用硅和锗的合金，能够研究声子在量子点的无序环境、在量子点与周围硅之间的界面以及在量子点纳米结构的圆顶形表面周围行为表现。“我们发现SiGe合金呈现出一种成分无序的结构，阻碍了声子的有效传播，”Xiaoqing Pan说。 “由于硅原子在各自的纯结构中比锗原子更靠近，因此合金稍微拉伸了硅原子。由于这种应变，UCI 团队发现由于纳米结构内设计的应变和合金化效应，量子点中的声子正在软化。”Xiaoqing Pan补充说，软化的声子能量更少，这意味着每个声子携带的热量更少，从而降低了热导率。振动的软化是热电设备阻碍热量流动的众多机制之一。该项目的主要成果之一是开发了一种，用于绘制材料中热载体的方向的新技术。 “这类似于计算有多少声子上升或下降，然后计算差异，证明它们的主要传播方向，”他说。 “这项技术使我们能够映射声子从界面的反射。”电子工程师已经成功地将电子设备中的结构和组件小型化到这样的程度，因此它们现在已经下降到十亿分之一米的数量级，远小于可见光的波长，所以这些结构对光学技术来说是不可见的。“纳米工程的进步已经超过了电子显微镜和光谱学的进步，但通过这项研究，我们正在开始追赶的过程，”共同作者，Xiaoqing Pan小组的UCI 研究生 Chaitanya Gadre 说。一个可能从这项研究中受益的领域是热电学——将热能转化为电能的材料系统。 “热电技术的开发人员努力设计阻碍热传输或促进电荷流动的材料，以及如何通过嵌入的固体传输热量的原子级知识，因为它们通常带有故障、缺陷和缺陷，将有助于这一探索”共同作者、UCI 物理学和天文学教授Ruqian Wu说。“人类活动产生的能量中有 70% 以上是热量，因此我们必须找到一种方法将其回收成可用的形式，最好是电力，来满足人类日益增长的能源需求。”潘说。参与这项由美国能源部基础能源科学办公室和美国国家科学基金会资助的研究项目的还有麻省理工学院机械工程系教授Gang Chen；台湾国立中央大学材料科学与工程系教授Sheng-Wei Lee，和UCI材料科学与工程博士后研究员Xingxu Yan。关于加州大学欧文分校（the University of California, Irvine，UCI）：UCI 成立于 1965 年，是久负盛名的美国大学协会中最年轻的成员，被U.S. News & World Report评为全美排名前 10 的公立大学。该校区培养了五位诺贝尔奖获得者，以其学术成就、最早的研究、创新和食蚁兽吉祥物而闻名。在校长Howard Gillman的带领下，UCI 拥有 36,000 多名学生，并提供 224 个学位课程。它位于世界上最安全、最具经济活力的社区之一，是奥兰治县的第二大雇主，每年为当地经济贡献70亿美元，在全州范围内贡献80亿美元。

1月20日，由生物岛实验室领衔研制，拥有自主知识产权的首台国产商业场发射透射电子显微镜TH-F120“太行”在广州发布。这标志着我国已掌握透射电镜用的电子枪等核心技术，并具备量产透射电镜整机产品的能力。　　透射电镜技术跨越多个学科、工程技术复杂、攻关难度大。经过三年多努力，中国科学家们完成了我国首台100%自主知识产权的120千伏场发射透射电镜的整机研制，实现了0.2nm分辨率的成像能力，达到了产品化的水平。　　“这对于我国摆脱进口依赖、实现高水平科技自立自强具有重大意义。”中国科学院院士、生物岛实验室主任徐涛介绍，这将打破国内透射电镜100%依赖进口的局面，场发射透射电子显微镜将为我国在材料科学、生命科学、半导体工业等前沿科学及工业领域的高质量发展提供有力支撑。　　以“太行”之名，挺起透射电镜产业的中华脊梁　　如果说光学显微镜揭开了细胞的秘密，那么透射电子显微镜则把纳米级的微观世界展示在人类眼前。1933年，世界上第一台透射电镜诞生，为科学研究提供更强有力的武器，也因此被誉为高端科学仪器皇冠上的“明珠”。　　透射电镜具有极高的行业垄断性与技术门槛。行业数据显示，此前，我国透射电镜100%依赖进口，国产化尚属空白。2022年，我国进口透射电镜约300台，进口总额超30亿元，预计2022年至2028年期间，年复合增长率超5.8%。　　生物岛实验室生物电子显微镜技术研发创新中心研究员孙飞早在2016年便带领团队联合中国科学院生物物理研究所启动了预研工作。　　“我们通过广泛交流，集合了有志于从事国产电镜自主研制的科学家和工程师，涵盖了电子光学、机械、自动化控制、软件等相关领域。”孙飞介绍，其中既有来自国内外学界的科研人才，也有在产业界深耕扫描电子显微镜多年的领军人物，“大家都抱有同样的愿景，就是造出我们国家自己的透射电镜。”　　2020年，这支来自全国各地甚至海外的队伍集结在广州的生物岛实验室组展开技术攻关。团队成立三年多以来，在国家自然科学基金委、科技部、广东省科技厅、广州市科技局的大力支持下，相关研发工作接连取得重大突破——先后成功研制120千伏场发射电子枪、120千伏低纹波高压电源、400万像素和1600万像素棱镜耦合CMOS电子探测相机、100万杂合像素直接电子探测相机等透射电镜核心关键部件。　　据悉，电子枪是透射电镜的“光源”，其作用是发射高能电子束照射到样品上，是透射电镜最为核心的部件之一。“将原有的30千伏场发射电子枪提升为120千伏，要解决电子源发射稳定性、高压真空打火等问题。经过不断的摸索，我们突破国外相关技术壁垒，去年成功实现120kV场发射电子枪的稳定量产。”孙飞说到。如今，生物岛实验室是我国唯一有能力量产该透射电镜核心部件的单位。　　孙飞直言，更大的困难在于如何将各个研制成功的部件组合起来实现联调，真正拿到高分辨率图像。“拿到分辨率优于0.2nm图像的那天，我们非常激动，我国终于突破这一关键技术。”　　为了进一步推动透射电镜的产业化，生物岛实验室与国内领先的科学仪器公司国仪量子联合成立了广州慧炬科技有限公司，致力于将透射电镜技术商业化应用。　　“我们成功走到今天，得益于生物岛实验室作为新型研发机构的特殊体制机制，保证了研发队伍的稳定。同体制内外并行发力，与产业界的紧密合作。同时，国家部委项目的支持，保证了项目研制的可持续性。”孙飞说。　　此次广州慧炬科技有限公司推出的首款透射电镜新品TH-F120，取名源自中华名山“太行”，寓意TH-F120将如太行山一样成为中国透射电镜产业的脊梁。　　向“珠穆朗玛”进发，将推出更高千伏电镜透视更厚材料　　广州慧炬科技有限公司总经理曹峰正在推进“太行”的商业化应用。他介绍，场发射透射电镜在高端科研、产业发展应用广泛、意义重大。在生命科学研究领域，它可以看到蛋白质的生物结构；用在集成电路领域，可以实现半导体的缺陷检测；用在新材料领域，可开展锂电池的研发等等。　　曹峰表示，“太行”是拥有原子级分辨率的显微放大设备，信息分辨率达0.2nm，可以呈现大多数晶体的排列结构。广州日报记者现场看到，“太行”能清晰呈现小鼠大脑中的髓鞘组织、小鼠肝脏细胞的里的线粒体。“它是多个技术的复合体。我们必须在每个环节都做到极致，才能保证设备整体达到超高分辨率。”曹峰说。　　尽管“太行”是该公司推出的“入门级”产品，现已具备多项先进性能——一是自主研制的高亮度场发射电子枪，相比于同级进口产品的热发射电子枪，亮度更高，发射稳定性和相干性更优，匹配自主研制的电磁透镜系统，针对120kV成像平台特别优化电子光学设计，可为用户带来更佳的图像衬度和分辨率；二是自主研制的高稳定性低纹波高压电源，实现了高压自动控制，保证电子枪稳定发射；三是标配自主研制的高像素CMOS相机，在低电子剂量的工况下仍可呈现丰富的样品细节；四是以人机分离为设计理念，匹配高度自动化的控制系统，使图像采集工作更加舒适高效；五是预设充足的拓展接口和整机升级空间，满足用户需求迭代，有效延长整机使用年限。　　曹峰透露，团队明年计划研制出200千伏场发射透射电镜。“电压虽然看起来只是增加了80千伏，但研制难度却是指数级增加，设备的稳定性、防护性都需要进一步探索。”　　曹峰表示，电压越高意味着电子能量越高，就越能穿透更厚的样品。目前120千伏的电镜，可以穿透大约50纳米厚度的材料。但是对于常见的100纳米的材料，还需要200甚至300千伏的电镜。　　在未来数年，该公司计划推出场发射透射电镜系列EM -F200“峨眉”、KL -F300“昆仑”，冷冻透射电镜系列YL -F100C“玉龙”、TGL -F200C“唐古拉”、 ZMLM -F300C“珠穆朗玛”，热发射透射电镜系列QL -T120“秦岭”、DX -LaB120“丹霞”。“我们的透射电镜产品取名均源自中华名山，代表慧炬立足中国、放眼世界，助力科研工作者勇攀高峰、不断突破。”曹峰说。　　此次“太行”的发布，是生物岛实验室“二次创业”，向成果转化专业机构成功转型的缩影。作为广州市首批省实验室之一，生物岛实验室不断培养高价值专利，与本地头部企业共建联合实验室、技术产业转化中心，累计孵化企业12家，其中4家估值已经超亿元。通过技术作价、配比投入等方式撬动社会资本近1.5亿元，助力科研成果高效率转化，赋能产业科技创新，为广州高质量发展作出突出贡献。

2011年7月12日，日本电子株式会社全球同步推出一款高度自动化的透射电镜JEM-2800.它一改以往透射电镜操作复杂的缺点，可进行简单高速观察与分析。 JEM-2800不再使用传统的荧光屏观察，通过计算机实现高分辨的TEM, STEM, 和SE 图像观察。高度自动化设计和即为人性化操作导航，使得操作透射电镜不再需要非常专业的培训。 最适合半导体企业对于简单高速分析的实际需求。

2014年5月7日，日本电子株式会社（JEOL）全球同步发布了终极分辨率的新一代球差校正透射电镜JEM-ARM300F,把商业化的透射电镜推向了一个新极限。 2009年，JEOL推出了最高加速电压200kV的球差校正透射电镜JEM-ARM200F,在全世界大获成功，把人类认识微观世界的能力向前推进了一大步。随着球差校正透射电镜在全世界的普及和市场需求的不断变化，JEOL总结了JEM-ARM200F的成功经验，并开发出了自己的12极球差校正器，加装在新一代球差校正透射电镜JEM-ARM300F上。不但大幅度提高分辨率，而且对样品的分析能力、原位观察能力、球差校正的操作方便性等都有飞跃性的提升。 JEM-ARM300F标配日本电子的12极球差校正器、高亮度冷场发射电子枪，TEM的保证分辨率为0.05nm, STEM HAADF的保证分辨率为0.063nm.2014年5月开始正式接受订单。 详细信息请咨询日本电子株式会社在中国的子公司捷欧路（北京）科贸有限公司及其各地分支机构。

2022年4月，部分高校在中国政府采购网陆续公布了其2022年4-12月的仪器采购意向。仪器信息网将各高校和研究所2022年4-12月扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等采购意向加以整理，涉及共约28台（套）仪器，采购预算总额高达约9642万元。仪器采购单位涉及19个高校及研究所，包括电子科技大学、东北林业大学、南京航空航天大学、天津大学、中国科学技术大学、中南大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院电工研究所、中国科学院福建物质结构研究所、中国科学院金属研究所、中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院青海盐湖研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院生态环境研究中心、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院武汉病毒研究所、中国科学院长春应用化学研究所。从采购时间上看，2022年4月采购7台（套），5月采购8台（套），6月采购4台（套），7-8月各采购1台（套），9-10月各采购2台套。12月采购3台（套）。从采购金额上，扫描电镜最低采购预算为100万，最高采购预算530万元；透射电镜采购预算最低为380万元，最高采购预算金额为980万元；原子力显微镜最低采购预算金额为163万元，最高采购预算金额为300万元。由于部分高校仅集中发布了4-6月的仪器采购意向，后续仍将对各大高校研究机构采购信息进一步跟踪。各高校2022年4-12月扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等采购意向整理序号采购单位采购项目名称采购品目采购需求概况（点击查看）预算金额(万元)预计采购日期1中国科学技术大学透射电镜原位实验系统A033499其他专用仪器仪表详见项目详情6002022年5月2中国科学技术大学原子力显微镜A02100301显微镜详见项目详情3002022年10月3天津大学天津大学机械学院大样品台原子力显微镜A02100301显微镜详见项目详情1632022年5月4电子科技大学扫描电子显微镜A02100305-电子光学及离子光学仪器详见项目详情3902022年5月5中南大学中南大学基础医学院扫描探针显微镜采购项目A02100301 A02100301显微镜详见项目详情1502022年4月6南京航空航天大学快速扫描探针显微镜A02100301-显微镜详见项目详情2002022年4月7南京航空航天大学场发射高分辨透射电子显微镜A02100301-显微镜详见项目详情8202022年4月8东北林业大学多维材料表征平台一期建设项目（透射电子显微镜）A02100301显微镜详见项目详情9802022年5月9中国科学院大连化学物理研究所扫描电子显微镜A02100301详见项目详情1002022年8月10中国科学院大连化学物理研究所电子束-离子束双束显微镜A02100305详见项目详情7502022年6月11中国科学院长春应用化学研究所透射电镜CMOS相机A0202050105详见项目详情*2022年4月12中国科学院上海硅酸盐研究所具有原位拉伸功能的台式扫描电镜A02100301显微镜详见项目详情1312022年6月13中国科学院生态环境研究中心高分辨原子力显微镜A02100301详见项目详情1102022年12月14中国科学院福建物质结构研究所透射电镜A02100301显微镜详见项目详情3802022年5月15中国科学院兰州化学物理研究所原子力显微镜A02100301显微镜详见项目详情2602022年5月16中国科学院青海盐湖研究所扫描电镜A02100304详见项目详情1502022年4月17中国科学院武汉病毒研究所电镜序列断层成像超薄切片机采购项目A02100604生物、医学样品制备设备详见项目详情1202022年4月18中国科学院半导体研究所高分辨场发射透射电子显微镜A033499-其他专用仪器仪表详见项目详情8002022年5月19中国科学院半导体研究所扫描电子显微镜（SEM）A033499-其他专用仪器仪表详见项目详情418.12022年5月20中国科学院半导体研究所高分辨场发射透射电子显微镜A033499-其他专用仪器仪表详见项目详情7002022年9月21中国科学院半导体研究所扫描电子显微镜A033499-其他专用仪器仪表详见项目详情5302022年9月22中国科学院上海光学精密机械研究所EBSD扫描电子显微镜A02100699-其他试验仪器及装置详见项目详情3002022年6月23中国科学院电工研究所高分辨场发射扫描电镜A02100399详见项目详情4002022年10月24中国科学院金属研究所扫描探针显微镜A02100301显微镜详见项目详情1502022年6月25中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所原位扫描电子显微镜A02100399-其他光学仪器详见项目详情2802022年12月26中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所原位扫描电子显微镜-真空腔体A032199-其他电工、电子专用生产设备详见项目详情1802022年12月27中国科学院青海盐湖研究所扫描电镜A02100304详见项目详情1502022年4月28中国科学院上海应用物理研究所透射电镜原位高温力学测量杆A02100416分析仪器辅助装置详见项目详情1302022年7月

1.透射电镜（TEM）成像挑战透射电镜高分辨成像是新材料结构研究不可或缺的技术之一，尤其是发展得欣欣向荣的二维材料界， 得益于它们易于剥离或者生长成薄膜的性质， TEM在二维材料成像上可谓所向披靡。近年来二位聚合物是潜力无限的新兴二维材料，我们可以用乐高来想象二维聚合物，不同的积木结构（单体monomers）通过在水和气体界面聚合搭出一个二维的网格，每层网格之间再通过范德华力结合。各式单体带来了材料结构和性能的无限可能[1]，与此同时结构的解析是发展新二位聚合物过程中不可或缺的一环。在TEM的成像的过程中，高速电子如同密集的子弹穿透研究材料，和材料进行碰撞并传递能量，一方面电子携带了结构的信息，同时这种强力轰击又破坏了材料的结构，连锁反应导致大面积的积木的轰然倒塌。这意味着我们只能用非常少量的电子来获得结构信息，否则材料就会被打乱成无序状态。然而电子少信息也少，只能得到低清的图像，缺乏高清细节。因此TEM表征二维聚合物以及所有对电子轰击敏感的材料是电镜领域的一大挑战。图1，辐照损伤黑魔法（图1左作者 J. S. Pailly, 来源， 中右来源：depositphotos）2.优化电压，突破2 埃[2]！乌尔姆大学的Kaiser教授电镜组的研究人员梁宝坤和戚浩远博士接受了这个挑战。重要的第一步，就是研究如何降低电子对于材料的损伤。进而提高成像的分辨率，看到二维聚合物里前所未见的细节。在TEM中，电子发射的速度是影响着电子对材料杀伤力的重要条件之一。研究人员在高分辨成像使用的电压范围内 （80-300 kV）， 通过电子衍射量化测量了二维聚亚胺能收受的总最大电子轰击量。然而这里我们需要注意的是，由于电子和材料结构相比如此微小，不少电子在分子积木搭建的二维结构间隙中穿过，因此使用的电子总量高并不代表能获得更多结构信息，我们还需要得到其中递信息的电子的比例。在图表中，可以看到这两个变量相对电压有着相反的变化趋势。结合两个变量，我们得到电子利用的最高效率在120 kV 达到顶峰。图2 二维聚亚胺结构图示。材料可承受电子量，结构信息比例和电子利用效率不同电压的量化分析。最优电压和相差矫正的强强联手，研究人员终于看到了高清版的二维聚亚胺结构，成像分辨率首次达到了2 埃以内，细节历历在目！图3 2D-PI-BPDA 和2D-PI-DhTPA的高分辨图像以及图像模拟。FFT显示出图像分辨率突破 2 埃。3.首次呈现间隙缺陷表活引导的界面二维聚合物合成方法，实现了晶圆尺寸级别的高结晶度的薄膜自下而上的生长[3][4]。样品晶区之间的晶界结构以及晶体缺陷材料非常重要的特征。通过优化TEM成像条件，清晰的视野使更多结构细节得以浮现，二维聚亚胺的单体卟啉中心4埃直径的孔道清晰可见。然而在某些区域，图像上的‘异象‘让研究者一时以为自己眼花了。2D-PI-BPDA 的孔洞的四个角出现神秘亮点，2D-PI-DhTPA里发现的则是半月形的弧线。通过文献分析和密度泛函（DFTB）的计算的帮助，终于解密了这些神奇的图案来自于卟啉分子在规整的二位聚合物网格中形成的间隙缺陷。研究人员解释这种缺陷产生的动力来自于被酸性环境质子化之后带正电荷的分子间产生的静电排斥作用。就如同乐高积木上突然长出了一些新的凸起点，导致它们无法完美堆叠在一起。然而当他们扭转或者平移之后，对抗解除，就可以继续堆叠，从而构成了类似统计模型中展示的结构。图4 2D-PI-BPDA 和2D-PI-DhTPA的间隙缺陷图，DFTB计算结构以及图像模拟。4.分辨单体侧边官能团得益于分辨的提高，单体侧边的官能团能够被直接分辨。单体DhTPA 的苯环上2，5对位各链接了一个氢氧根，研究人员通过对比图像上单体宽度的半峰宽惊喜地发现在目前in-focus成像条件下，官能团的氢氧根侧链能被轻松分辨。这对理解二维聚合物的通道环境对材料性质的影响有重要意义。图5 2D-PI-BPDA 和2D-PI-DhTPA 链接单体的结构，以及其高分辨图像宽度测量。5.应用展望研究人员继续对半无序状态下的亚胺进行了成像和分析， 从图可见，原本六边形的网格结构被许多五边和七边的结构取代。为了量化分析，研究人员利用了神经网络的方法来分析结构中多边形的配比，以及单体间距的长短角度。这个新工具可以帮助电镜研究人员进一步提高数据分析的效率，跨学科联合，事半功倍。图6 a-PI 高分辨成像以及神经网络图片分析结果。参考文献:[1] Feng X and Schlüter A D 2018 Towards Macroscopic Crystalline 2D Polymers Angew. Chemie - Int. Ed.5713748–63[2] Liang B, Zhang Y, Leist C, Ou Z, Položij M, Wang Z, Mücke D, Dong R, Zheng Z, Heine T, Feng X, Kaiser U and Qi H 2022 Optimal acceleration voltage for near-atomic resolution imaging of layer-stacked 2D polymer thin films Submitted[3] Ou Z, Liang B, Liang Z, Tan F, Dong X, Gong L, Zhao P, Wang H, Zou Y, Xia Y, Chen X, Liu W, Qi H, Kaiser U and Zheng Z 2022 Oriented growth of thin films of covalent organic frameworks with large single-crystalline domains on the water surfac J. Am. Chem. Soc.[4] Sahabudeen H, Qi H, Glatz B A, Tranca D, Dong R, Hou Y, Zhang T, Kuttner C, Lehnert T, Seifert G, Kaiser U and Fery A 2016 Wafer-sized multifunctional polyimine-based two-dimensional conjugated polymers with high mechanical stiffness Hafeesudeen Nat. Commun.71–8

p　　作者：汪玉玲/pp　　本文仅代表作者个人观点/pp　　如今的透射电子显微镜市场主流厂商包括日本电子，日立和FEI。除了上述三家之外，德国的蔡司(Zeiss)公司也在电子光学仪器领域占有一席之地。本文带你全面了解透射电镜厂商的前世今生。/pp　　span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong1 你不知道的日本电子株式会社JEOL/strong/span/pp　　首先介绍一下老大哥日本电子株式会社JEOL。/pp　　提起日本电子，大家应该都不陌生，目前在我国各大科研院所都不难看到JEOL电镜的影子。日本电子株式会社是一家世界顶级的科学仪器生产制造商。能在这么多的仪器制造商中鹤立鸡群室有原因的，日本电子有着非常丰富且高端的产品线，生产的都是技术含量非常高的科技产品，电子显微镜，核磁共振，质谱仪，X射线光电子能谱，俄歇电子能谱等。是世界上有且仅有的一家企业可以同时生产这些高端仪器产品的企业。/pp　　strong透射电子显微镜/strong/pp　　日本电子生产透射电子显微镜的历史算得上是非常悠久，它的前身是1949年5月在东京成立的日本电子光学实验室有限公司，成立同年就推出了第一代透射电子显微镜—JEM-1透射电子显微镜，见下图。/pcenterp style="text-align:center"img style="width: 500px height: 334px " title="" alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/65d5174298474dea9d7f6baf29abeb8c.jpeg" height="334" hspace="0" border="0" vspace="0" width="500"//p/centerp style="text-align: center "strongJEM-1透射电子显微镜/strong/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　其实，我们国家也在同时期开始了透射电镜的研发工作，算起来起步并不算晚，但是由于之后一些年的各种历史原因，不得不中断了。现在，日本已经是毫无疑问的电镜生产大国，而我们国家的电镜发展却只有个别在国家资助下的小规模研究(之后的文章会有专项介绍)，这么重要的科研设备掌握在别人的手里，为长远考虑，国产电镜的发展必须跟上才行。/pp　　1961年该公司正式改名为日本电子株式会社(JEOL Ltd.)，日本电子是在二战后开始透射电镜研发，并且是以电子显微镜起家的。六十余年的技术沉淀让它的电镜产品不断的发展壮大，逐渐得形成了它的品牌影响力，成为了全球市场市场上的领头羊。/pp　　2009年，日本电子成立六十周年庆，推出了当时世界上分辨率最高的商业化球差校正透射电镜JEM-ARM200F，透射模式分辨率达0.19nm，STEM-HAADF的分辨率可达0.078nm，这款产品大获成功，开启了球差校正的新时代。如下图，/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/1a4762c278d74239aa3a94f4b48213bc.jpeg" height="287" width="249"//centerp　　第一台JEM- ARM200F安装在德州大学圣安东尼奥分校University of Texas at San Antonio，2010年1月安装结束，二月初就获得了惊人的实验结果。该仪器展示了JEOL实打实的超级稳定性和超高分辨率。2010年，西安交通大学也购入了中国首台该型号的电镜，也是中国大陆第一台STEM球差校正透射电镜。之后，上海交通大学，武汉大学，东北大学，中国科技大学，中科院大连化物所，中科院物理所，神华集团低碳清洁能源研究所等也陆续上马。目前，中国大陆已经有十几台该型号电镜，相信前方大批的高能科研成果也正在路上……/pp　　2014年，日本电子再次引领潮流，发布了终极分辨率的大杀器——新一代球差校正透射电镜JEM-ARM300F，也称为GRAND ARM，这是一款300kV原子分辨级透射电子显微镜，是JEM-ARM200F的升级版，采用了日本电子独自研发的十二级像差校正器，分布率达到 0.05nm，STEM-HAADF的分辨率可达0.063nm，日本电子再一次把商业化的透射电镜推向了一个新的极限，巩固了自己在电子显微镜领域的世界领先地位。/pp　　strong日本电子的成功的原因/strong/pp　　1. 研发与制造技术的长期积累。一台JEM-ARM300F有三万多个零配件，最佳的电子显微镜表现能力要求每一个零件都能做到百分之百。/pp　　2. 销售和售后服务保障。日本电子有较为成熟的销售和售后服务渠道，可以保证高品质的维修配件的流通速度和高素质的产品服务工程师。/pp　　3. 电镜专业人才培养。日本电子虽然是一家仪器制造商，但是却在一直通过各种活动对青年科研人员提供资助，例如，风户研究基金会，早在1969年就成立了，目的就是鼓励和推广电子显微镜领域的学习和研究。/pp　　随着我国科技的逐步发展，中国的电镜市场已经越来越大，成为了全球第一大市场，但是中国所使用的透射电子显微镜却全部都是进口的，这种现象应该引起我们所有电镜小工匠们的深思。/pp　　span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong2 关于FEI的那些“小事儿”/strong/span/pp　　接下来介绍JEOL在透射电镜领域最有力的竞争者——FEI。FEI是一家美国的高科技公司，是为全球纳米技术团体提供解决方案的创新者和领先供应商, “TOOLS FOR NANOTECH”，生产的产品主要面向半导体、数据存储、结构生物学、材料和工业领域。/pp　　strongFEI的透射电镜历史/strong/pp　　1971/pp　　FEI公司成立于1971年，仅从年份上上看，似乎它起步要比JEOL要晚很多，但是FEI生产透射电子显微镜的历史可不是从1971年开始的。要知道美国的FEI公司开始并不是做透射电子显微镜的，最初它只致力于提供高纯，单一取向晶体作为场发射材料。/pp　　1997/pp　　事情发生在1997年，香港回归了，这一年，除了这件大事还发生了一件小事：FEI和荷兰的飞利浦电子集团电子光学公司(PEO)宣布合并其全球业务，飞利浦电子集团成为了FEI的最大股东。由此FEI开始了电镜产业领袖之路。/pp　　1949/pp　　在透射电镜的商业化历史上，1949年有着重要的意义。飞利浦电子光学公司在这一年向世界推出了全球第一台商用透射电子显微镜 “EM100”，要知道JEOL的第一台JEM-1也是在1949年推出的。可以说，飞利浦电子光学公司一直是举世公认的电镜产业领袖之一。/pp　　2009/pp　　FEI公司最新发布第二代球差校正电镜Titan G2 60-300透射电镜，这是Titan系列电镜中一项革命性产品。FEI Titan系列产品是FEI的明星系列，自2005年推出，包括有Titan G2 60-300，Titan3 G2 60-300，Titan Krios和Titan ETEM (环境透射电镜)。该系列产品以其具有突破性的稳定优异的性能获得了商业上的巨大成功。/pp　　Titan G2 60-300它的STEM分辨率可达0.08nm，Titan3 G2 60-300可达0.07nm，它是世界上唯一能够同时实现亚埃分辨率及分析型机靴(S-TWIN)的透射电镜，而且是世界上唯一的300kV Cs球差校正透射电镜。/pp　　在我国，该系列的电镜普及率也是相当高的，清华大学，浙江大学，中科院金属所，重庆大学，西安交通大学，中南大学，东南大学，深圳大学，广西大学等科研院所及高校，都装备了该系列的球差校正透射电镜，随着国内科学技术的进一步发展，相信越来越多的镜子会在这片土地上生根发芽，开花结果。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　美国总统奥巴马曾经在西海岸技术巡视时去Intel，在他们的TEM实验室里亲自经历了一把，他说：“我看到了一些原子。”从图片上就可以看到，他使用的就是正是FEI Titan系列的球差透射电镜。/pp　　2016：FEI出嫁了!/pp　　与JEOL不同，FEI公司的发展历经多次的收购与合并，通过这样的强强联合，使自己的实力越来越强大。/pp　　1996年：收购美国ElectronScan公司及其“环境扫描(ESEM)”技术 收购位于捷克布尔诺的Delmi公司/pp　　1997年：FEI和飞利浦电子光学合并其全球业务/pp　　1999年：新的FEI购并美国Micrion公司/pp　　2002年：FEI收购Atomika (SIMS二次离子质谱仪)/pp　　2003年：FEI收购Emispec (ESVision)/pp　　2016年：FEI 正式出嫁。在2016年5月27日，赛默飞以交易最终金额为42亿美元的聘礼迎娶了电镜制造商FEI公司，这笔交易应该会在2017年年初完成，完成后，FEI将成为赛默飞旗下分析仪器业务中的一员。赛默飞是生命科学领域的领导者，FEI的电子分析技术的加入将与赛默飞的质谱技术结合。相信赛默飞也将利用公司的全球规模和商业化运作进一步推广FEI的产品。/pp　　未来的透射电子显微镜领域，可以预见FEI将在生物领域大放异彩，只是不知道那时候它家的产品该姓什么?赛默飞还是FEI?毕竟都是嫁出去的人了嘛!*(^_^)/*/pp　　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "3 无所不能的HITACHI——日立/span/strong/pp　　接下来主要来谈一下三家主要的透射电镜供应商的最后一家——日立HITACHI。如果说JEOL和FEI算是比较专一型的企业的话，那么Hitachi就是比较博爱了。/pp　　HITACHI/pp　　日立是日本的一家超级大国企，可以说它本身就是一个完整的工业体系，涉及的产业从核电站，铁路，军工，到家电，医疗，物流，通信，金融以及各种黑科技(^_?)☆，可以说是无所不做。他的总员工数约32万人，在日本是继丰田汽车之后的第二大的企业。/pp　　strong日立的历史/strong/pp　　日立的前身是久原矿业日立矿山附属的机械修理厂，1910日立制作所正式成立。在1920年，改组成名为日立制作所株式会社。同样，在之后的第一次世界大战及二次世界大战，给日立提供了很好的发展机会，生产各种军舰，坦克，发了战争财。到1944年，日立已经发展起来了，拥有了11家工厂。/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/fa3c45af7ced427d93e998728a129f11.jpeg" height="300" width="444"//centerp style="text-align: center "strong日立树—日立集团的统一品牌形象/strong/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　日立树位于夏威夷瓦胡岛，树龄120年，属于雨树，日立每年支付40万美元用于维持该树的摄影资格。日立树含义有几种说法，一般认为是日立有像大树一样广阔的事业群，不过，现在也有人解读为日立把非营利业务放置在巨大的树荫下藏起来。/pp　　strong日立高新技术/strong/pp　　如上所说，日立的产业和产品十分丰富，子公司也非常多。而日立的电子显微镜部门属于日立高新技术公司。/pp　　2001/pp　　日立高新于2001 年由日立制作所旗下的测量仪器集团、半导体制造设备集团及贸易集团Nissei Sangyo公司合并而成，日立制作所持有日立高新52%的股份。虽说“日立高新”只有十几年的历史，但是其实体则于1947年就已经存在了。现在的日立高新主要提供电子显微镜、全自动生化分析仪、通用分析仪器、半导体元器件检测设备等尖端技术产品，从近两年的市场表现来看，可以说日立高新还是相当成功的。/pp　　2012/pp　　从FEI的发展历史可以看到，并购是一个扩充核心业务、增强企业竞争力的重要策略。然而对于日本企业来说，并购并不多见。但是2012年日立高新的一个并购项目相当成功，2012年5月日立高新收购精工电子旗下全资子公司精工电子纳米科技，成立了日立高新技术科学。精工电子以光、电子线、X射线、热分析为核心技术，特别是它的聚焦离子束技术有很好的历史和评价。同年，日立高新就推出了实时三维结构分析聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)新品NX9000。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　日立高新科学仪器营业本部本部长Okada Tsutomu曾说过，尽管日立高新的分析产品有很多，其他仪器的销售台数比电镜多很多，但是销售额却远赶不上电镜业务!可以看出，电镜业务的利润有多大，但是没办法，我们做不出来嘛!!!/pp　　日立透射电子显微镜/pp　　目前，日立高新在扫描电镜技术方面积累颇丰，成果也十分显著，但相比较来说，日立在透射电镜尤其是高端透射电镜技术方面却稍逊一筹。/pp　　2015：球差校正透射电镜/pp　　日立推出了一款球差校正透射电镜HF5000，虽然比其他两家企业稍晚一点，但是，这也标志着日立在电镜方面的水平和实力。这台球差校正电镜采用了日立高新经过考验而被认可的冷场发射电子枪技术，达到了亚埃级的空间分辨率(0.1 nm或更低)。另外，它的镜筒和样品台经过了重新的设计。该产品的推出使得日立高新形成了120kV、200kV、300kV全系列的透射电镜产品。/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/f71329b25fb3443482c4b6a5adba9477.jpeg" height="465" width="574"//centerp　　环境透射电镜/pp　　另一台比较成熟的商用电镜是日立原位环境透射电镜，可以通过特制样品台施加外场刺激，同时进行实时观察。三款环境透射平台分别为H-9500ETEM、HF- 3300ETEM/STEM/SEM，以及HF-3300S Cs-corrected ETEM / STEM / SEM。在我国，浙江大学、西安交通大学、北京化工大学都安装了该系列电镜。/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/cd78ef2556b24502beb2733bb5af5d2a.jpeg" height="359" width="505"//centerp　　有人说：中国工业想要比过日本要先比过日立!确实，作为一个有完整工业体系的超级大公司，确实有很多值得学习的地方，中国工业还有很长的路要走。/pp　　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "4 光学“大咖”——卡尔 蔡司/span/strong/pp　　世界上能生产透射电子显微镜的厂家并不多，除了上述三家之外，德国的蔡司(Zeiss)公司也在电子光学仪器领域占有一席之地。/pp　　蔡司公司是一家老牌光学仪器公司，蔡司的历史相比于其他几家公司的历史都来得悠久。公司名称起源于创始人，德国光学家卡尔· 蔡司(Carl Zaiss)，上图为蔡司商标的演变。最后一个大家一定很熟悉，在各种镜头，金相显微镜，扫描电镜上面你会经常见到。/pp　　strong蔡司的历史/strong/pp　　1846年，卡尔· 蔡司创立了一家精密机械及光学仪器车间，自此开始了蔡司的创奇时代。蔡司凭借其在光学领域的卓越品质，成功的经营了一个世纪，到二战以后，由于政治原因，德国被迫分裂，蔡司公司也被迫一分为二，之后，东德的产品冠名为Carl Zeiss Jena，西德产品冠名为Carl Zeiss，但东、西蔡在设计上都秉承了蔡司的优质传统。正所谓分久必合，到1990年，两个公司又重新重组成一个公司，总部设在奥伯考亨，东西合璧一直到今天，蔡司公司仍然是光学领域的执牛耳者。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　蔡司公司还是一个非知名的军工企业。二战中德国的狙击枪，最先进的主站坦克 “豹”2A6，德国214型潜艇，性能超凡，他们都装备了蔡司公司的光学设备。因此，在战争年代，各国把光学工业列为战略工业，制造光学玻璃的原材料石英矿成为了战略物资，光学玻璃产业在军事领域的意义不亚于航天技术。/pp　　strong蔡司——光学领域/strong/pp　　在光学领域，蔡司是毫无疑问的独孤求败。一百多年来，蔡司光学显微镜在各行各业都展现了其强大的魅力。十九世纪末，Robert Koch博士利用蔡司显微镜发现杆菌是导致结核病的原因。1911年，挪威探险家首次踏上南极大陆，他当时用的就是蔡司的望远镜。可以说在医学，生理学，物理学，化学，军事，天文学等多个领域，都不难找到蔡司显微镜的影子。/pp　strong　蔡司——电子光学领域/strong/pp　　蔡司公司在电子光学领域却并不像它在光学领域如此出色。虽然蔡司公司有很悠久的历史，但是其在电子光学领域要晚于其他几家制造商，蔡司电子光学的前身为LEO(里奥)，在透射电镜领域有60多年的经验。蔡司的光学技术是有口皆碑的，它的电子束技术也并不差。在1949年，就制成了世界上第一台静电式透射电镜，1992年制成了第一台带有成像滤波器的透射电镜，2003年制成了第一台具有Loehler照明的200KV场发射透射电镜及第一台具有镜筒内校正Omega能量滤波器的场发射透射电镜。/pp　　目前，蔡司主要的一款透射电镜为LIBRA能量过滤式透射电子显微镜，(libra是天秤座的意思，不知道蔡司为什么以星座来命名他的产品，知道的可以留言给小编哦!)该电镜配备了独特的OMEGA二阶校正能量过滤器和Koehler库勒照明系统。该款电镜有两种配置：LIBRA 200 CS TEM以能量过滤型200KV LIBRA TEM为基础，做了物镜透镜的球差校正。通过使用校正器，可以采集分辨率0.7A的图像。 LIBRA 200 STEM具有为聚光镜配备的校正器，可以用于在扫描模式下对分辨率远远低于1A和极高分辨率下样品化学分析的成像，尤其是EELS。校正后聚光镜允许探针尺寸减小到1A，同时增大强度。此外，独特的单色仪把能量扩散减小到0.15eV。这对于材料科学的基础研究尤其有利(尤其是纳米颗粒的化学分析)。/pp　　蔡司的透射电镜普及率比另外几家较少，国外哈佛大学，德国马普研究所，国内的重庆大学等也装备了该系列蔡司透射电子显微镜。/pp　　透射电镜自发明之日起已经有八十多年的历史了，它的发明对人类的科技工作的贡献不容小觑，但是能成功的进行商业化生产的公司却不多，电镜生产之繁琐复杂可见一斑。除了上述四家公司之外，国内外还有许多企业在朝着这个方向努力，我们也期待电镜国产化的那一天。/p

一、项目基本情况项目编号：OITC-G230320039项目名称：中国科学技术大学高分辨透射电镜采购项目预算金额：1400.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：1400.000000 万元（人民币）采购需求：1、采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品1高分辨透射电镜1是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年10月20日 至 2023年10月27日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com方式：登录东方招标平台www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、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：中国科学技术大学　　　　　地址：安徽省合肥市金寨路96号　　　　　　　　联系方式：0551-63602706　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：（北京）：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层；（合肥）：合肥市高新区创新大道2809号置地创新中心28层2815室　　　　　　　　　　　　联系方式：（北京）：窦志超、曹山、王琪 010-68290502；（合肥）：郑文彬、李文海0551-66030322　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：窦志超、曹山、王琪、郑文彬、李文海电　话：　　010-68290502/0551-66030322

p　　作者：Mix + CCL br//pp strong前言：/strong/pp　　球差校正透射电镜(Spherical Aberration Corrected Transmission Electron Microscope: ACTEM)随着纳米材料的兴起而进入普通研究者的视野。超高分辨率配合诸多分析组件使ACTEM成为深入研究纳米世界不可或缺的利器。本期我们将给大家介绍何为球差，ACTEM的种类，球差的优势，何时才需要ACTEM、以及如何为ACTEM准备你的样品。最后我们会介绍一下透射电镜的最前沿，球差色差校正透射电镜。/pp　　strong什么是球差：/strong/pp　　100 kV的电子束的波长为0.037埃，而普通TEM的点分辨率仅为0.8纳米。这主要是由TEM中磁透镜的像差造成的。球差即为球面像差，是透镜像差中的一种。其他的三种主要像差为：像散、彗形像差和色差。透镜系统，无论是光学透镜还是电磁透镜，都无法做到绝对完美。对于凸透镜，透镜边缘的会聚能力比透镜中心更强，从而导致所有的光线(电子)无法会聚到一个焦点从而影响成像能力。在光学镜组中，凸透镜和凹透镜的组合能有效减少球差，然而电磁透镜却只有凸透镜而没有凹透镜，因此球差成为影响TEM分辨率最主要和最难校正的因素。此外，色差是由于能量不均一的电子束经过磁透镜后无法聚焦在同一个焦点而造成的，它是仅次于球差的影响TEM分辨率的因素。/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 246px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/565984ed-0352-4b62-8539-a16db18b6f6b.jpg" title="1.jpg" height="246" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "strong图1：球差和色差示意图/strong/pp自TEM发明后，科学家一直致力于提高其分辨率。1992年德国的三名科学家Harald Rose (UUlm)、Knut Urban(FZJ)以及Maximilian Haider(EMBL)研发使用多极子校正装置(图3)调节和控制电磁透镜的聚焦中心从而实现对球差的校正(图4)，最终实现了亚埃级的分辨率。被称为ACTEM三巨头的他们也获得了2011年的沃尔夫奖。多极子校正装置通过多组可调节磁场的磁镜组对电子束的洛伦茨力作用逐步调节TEM的球差，从而实现亚埃级的分辨率。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/2080a2cf-4ab3-41ab-b731-7719f0c32d28.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-align: center "　strong　图2 三种多极子校正装置示意图/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/090bb4c0-aeea-4ab4-8601-79bcf74b7c8e.jpg" title="3.jpg"//pp style="text-align: center "strong图3 球差校正光路示意图/strong/pp　　strongACTEM的种类：/strong/pp　　我们在前期TEM相关内容已经介绍了透镜相关内容，TEM中包含多个磁透镜：聚光镜、物镜、中间镜和投影镜等。球差是由于磁镜的构造不完美造成的，那么这些磁镜组都会产生球差。当我们矫正不同的磁透镜就有了不同种类的ACTEM。回想一下STEM的原理，当我们使用STEM模式时，聚光镜会聚电子束扫描样品成像，此时聚光镜球差是影响分辨率的主要原因。因此，以做STEM为主的TEM，球差校正装置会安装在聚光镜位置，即为AC-STEM。而当我们使用image模式时，影响成像分辨率的主要是物镜的球差，此种校正器安装在物镜位置的即为AC-TEM。当然也有在一台TEM上安装两个校正器的，就是所谓的双球差校正TEM。此外，由于校正器有电压限制，因此不同的型号的ACTEM有其对应的加速电压，如FEI TITAN 80-300就是在80-300 kV电压下运行，也有专门为低电压配置的低压ACTEM。/pp　　strong球差校正电镜的优势：/strong/pp　　ACTEM或者ACSTEM的最大优势在于球差校正削减了像差，从而提高了分辨率。传统的TEM或者STEM的分辨率在纳米级、亚纳米级，而ACTEM的分辨率能达到埃级，甚至亚埃级别。分辨率的提高意味着能够更“深入”的了解材料。例如：最近单原子催化很火，我们公众号也介绍了大量相关工作。为什么单原子能火，一个很大的原因是电镜分辨率的提高，使得对单原子的观察成为可能。浏览这些单原子催化相关文献，几乎无一例外都用到了ACTEM或者ACSTEM。这些文献所谓的“单原子催化剂”，可能早就有人发现，但是因为受限于当时电镜分辨率不够，所以没能发现关键的催化活性中心。正是因为球差校正的引入，提高了分辨率，才真正揭示了这一系列催化剂的活性中心。/pp　　strong何时才需要用球差校正电镜呢?/strong/pp　　虽然现在ACTEM和ACSTEM正在“大众化”，但是并非一定要用这么高大上的装备。如果你想观察你的样品的原子级结构并希望知道原子的元素种类(例如纳米晶体催化剂等)，ACSTEM将会是比较好的选择。如果你想观察样品的形貌和电子衍射图案或者样品在TEM中的原位反应，那么物镜校正的ACTEM将会是更好的选择。就纳米晶的合成而言，球差校正电镜常用来揭示纳米材料的细微结构信息。比如合成一种纳米核壳材料，其中壳层仅有几个原子层厚度，这个时候普通电镜下很难观察到，而球差电镜则可以拍到这一细微的结构信息(请参见夏幼男教授的SCIENCE，349，412)。/pp　　strong如何为ACTEM准备你的样品：/strong/pp　　首先如果没有合作的实验室的帮助，ACTEM的测试费用将会是非常昂贵的。因此非常有必要在这里介绍如何准备样品。在测试之前最好尽量了解样品的性质，并将这些信息准确地告知测试者。其中我认为先用普通的高分辨TEM观察样品是必须的，通过高分辨TEM的预观察，你需要知道并记录以下几点：一、样品的浓度是否合适，目标位点数量是否足量 二、确定样品在测试电压下是否稳定并确定测试电压，许多样品在电子束照射下会出现积累电荷(导电性差)、结构变化(电子束的knock-on作用)等等 三、观察测试目标性状，比如你希望测试复合结构中的纳米颗粒的原子结构，那么必须观察这些纳米颗粒是否有其他物质包覆等，洁净的样品是实现高分辨率的基础 四、确定样品预处理的方式，明确样品测试前是否需要加热等预处理。五、拍摄足量的高分辨照片，并标注需要进一步观察的特征位点。在ACTEM测试中，与测试人员的交流非常重要，多说多问。/pp　　strong球差色差校正透射电镜：/strong/pp　　球差校正器经过多年的发展，在最新的五重球差校正器的帮助下，人类成功地将球差对分辨率的影响校正到小于色差。只有校正色差才能进一步提高分辨率，于是球差色差校正透射电镜就诞生了。我们欣赏一下放置在德国Ernst Ruska-Centre的Titan G3 50-300 PICO双球差物镜色差校正TEM (300 kV分辨小于0.5埃)以及德国乌尔姆大学的TitanG3 20-80 SALVE 低电压物镜球差色差校正TEM (20 kV 分辨率小于1.4埃)。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/04b96c4d-c6fe-40d2-85c0-b86ce091e6e8.jpg" title="4.jpg"//pp style="text-align: center "strong图4 Titan G3 50-300 PICO、TitanG3 20-80 SALVE及其矫正器/strong/p

2023年2月22日，清华大学朱静院士团队联合复旦大学车仁超教授和北京大学李源副教授在《自然》杂志上发表了题为” Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor” [1] 的文章。该研究工作采用赛默飞透射电子显微镜（TEM）首次在赝能隙态YBa2Cu3O6.5材料中发现了拓扑磁涡旋结构的存在。该拓扑磁涡旋结构的发现在实空间微观尺度上给赝能隙态下的时间反演对称性破缺提供了的直接图像证据，并且发现该拓扑磁涡旋结构在电荷密度波态时被破坏，进入到超导态时又重新出现，这一发现对揭示高温超导的微观机理具有重大的意义，而先进的透射电子显微镜在这一发现上更是功不可没。朱静院士，车仁超教授等人深耕于超导材料研究领域，洛伦兹低温原位透射电镜研究领域，电子显微学研究领域多年，取得了一系列重要研究成果。在本研究中，研究团队利用复旦大学电子显微镜实验室新安装的Spectra 300透射电子显微镜开展低温洛伦兹样品测试，获得了此次重大发现。2021年，赛默飞上海纳米港（Shanghai NanoPort, Thermo Fisher Scientific）有幸参与其中部分实验工作，在创建冷冻实验环境和原位数据采集方面积极地配合支持。本文将主要介绍两种电子显微学技术——洛伦兹透射电镜（LTEM）和积分差分相位衬度（iDPC）在该工作中起到的关键作用。洛伦兹透射电镜（LTEM）正常TEM光路下，物镜处于开启状态，样品在物镜上下极靴中间处于~2T的强磁场中，样品本征的磁结构会被物镜的强磁场破坏。为了在无磁环境下观察样品本征的磁结构，赛默飞场发射透射电镜Talos和球差校正透射电镜Spectra都可以通过关闭物镜电流使样品处于零磁场环境，再由位于物镜下极靴内部的洛伦兹磁透镜实现对样品微观本征磁结构的观察。LTEM成像模式主要有两种：Fresnel成像模式和Foucault成像模式。Fresnel成像模式是通过改变图像的离焦量实现对磁畴或畴壁的观察。其图像主要特点是欠焦和过焦条件下磁畴畴壁的衬度是相反的，而正焦图像则没有磁衬度。Foucault成像是通过遮挡或者保留后焦面上与磁畴相关的衍射信号来实现（类似于暗场像）, 适用于观测不同磁化取向的磁畴。图1a-c分别为该文章中赝能隙态YBa2Cu3O6.5样品的正焦、过焦以及欠焦下的Fresnel图像，离焦量为±1.08 mm。其反转的衬度特点，切实证明了该样品中存在拓扑学特征的畴结构。此外，赛默飞透射电镜上的洛伦兹功能不仅可以实现无磁环境，还可以很方便地通过改变物镜电流来改变磁场，用于原位研究磁结构随磁场强度的变化。在本研究中，作者通过改变物镜电流对样品施加外磁场影响，拓扑学特征消失，进一步证明了该效应是由磁学特性引起的。作者通过使用强度传递方程（Transport of Intensity Equation, TIE）的相位重构技术[2]，对LTEM图像进行数据处理得到拓扑磁涡旋结构的磁场方向和相对强度分布（图1d-e, i-l）。图1m-n是由LTEM结果推测出来的两种可能的磁涡旋结构示意图。该文章中LTEM实验分别在赛默飞Spectra300，Themis和Titan机台进行了重复验证，均观察到拓扑磁涡旋结构。图1 （a-c）LTEM Fresnel模式下赝能隙态YBa2Cu3O6.5样品的正焦、过焦、欠焦图像（离焦量为±1.08 mm），样品处于300 K，零磁场环境，标尺为500 nm；（d-e）为通过TIE算法得到的磁场和磁场强度图像；（f-j）为红色方框对应的剪裁放大图像；（k-l）为单个磁涡旋结构的磁场和磁场强度图；（m-n）为两种可能的拓扑磁涡旋结构示意图[1]除了常规的LTEM成像外，赛默飞球差校正透射电镜Spectra系列可以通过物镜球差校正器对LTEM光轴进行像差校正。像差校正洛伦兹模式下可以得到优于1nm的信息分辨率，从而帮助科研工作者观察到更小的磁结构。积分差分相位衬度（iDPC）球差校正透射电镜的超高空间分辨率提供了关于拓扑自旋结构的出现与局域晶体结构之间关系的更多信息。铜基超导材料中氧原子的掺杂或缺失对材料性能具有重要的影响，直接观察到氧原子的占位对深入揭示材料微观结构与性能之间的关系具有重大的意义。然而，广泛使用的扫描透射电镜（STEM）的高角环形暗场（HAADF）图像，因其主要接收高角卢瑟福散射信号，导致轻重元素无法同时成像，C、N、O等轻原子无法观察到。STEM环形明场（ABF）像虽然能观察到轻元素，但ABF图像无法直接解读，而且存在对样品厚度要求高、图像信噪比不佳等问题。为了解决以上问题，赛默飞提出并发展了积分差分相位衬度（iDPC）技术。iDPC这一全新STEM成像模式的出现，大大提高了透射电子显微镜捕获原子的能力。iDPC技术具有能实现轻重原子同时成像，能实现低电子剂量，高分辨和高信噪比成像，图像衬度易解读等优点[3]。目前，iDPC技术已成为材料表征领域技术热点，在表征轻元素占位、二维材料、电子束敏感材料、超导体等领域具有重要的应用。iDPC成像技术现已完全集成在赛默飞球差校正电镜Spectra和场发射电镜Talos上，能实现iDPC图像的在线采集和显示。图2 (a) YBa2Cu3O6.0， (b) YBa2Cu3O6.5和(c) YBa2Cu3O6.9的原子分辨率iDPC图像[1]图2为YBa2Cu3O6.0、YBa2Cu3O6.5和YBa2Cu3O6.9的高分辨iDPC图像，可以清楚的观察到氧原子的位置，随着氧掺杂含量的不同，Cu-O链上的氧占位逐渐增加。值得注意的是赝能隙态YBa2Cu3O6.5的Cu-O链上出现了氧富集和氧缺失的有序排列。作者认为这种氧的有序排列有利于拓扑磁涡旋结构沿c轴自由排列，是观察磁涡旋结构的最佳区域。作者认为现阶段不能完全排除氧填充链激发磁性的可能。赛默飞将致力于相关电子显微学技术的研发与应用，为材料的电、磁学性能研究提供更强大的助力。作者：刘建参考文献[1] Zechao Wang, Ke Pei, Liting Yang, Chendi Yang, Guanyu Chen, Xuebing Zhao, Chao Wang, Zhengwang Liu, Yuan Li, Renchao Che & Jing Zhu. Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05731-3[2] M. Beleggia, M.A. Schofield, V.V. Volkov, Y. Zhu. On the transport of intensity technique for phase retrieval. Ultramicroscopy 102 (2004) 37–49.[3] Ivan Lazi&cacute , Eric G.T. Bosch and Sorin Lazar. Phase contrast STEM for thin samples: Integrated differential phase contrast. Ultramicroscopy 160, 265-280 (2016).

一、项目基本情况1.项目编号：SDSHZB2023-731项目名称：中国海洋大学高分辨透射电镜采购项目预算金额：800.000000 万元（人民币）采购需求：高分辨透射电镜（接受进口产品），具体参数详见附件。合同履行期限：详见附件。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：HYHAQD2023-0745项目名称：中国海洋大学高分辨光电子能谱仪采购项目预算金额：650.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：650.000000 万元（人民币）采购需求：采购高分辨光电子能谱仪一台，采购需求详见本项目招标公告附件。合同履行期限：合同签订后开始履行，至项目完成（质保期满）为止。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年11月22日 至 2023年11月28日，每天上午8:00至11:30，下午13:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：青岛市市北区敦化路138号甲西王大厦24楼23A01房间或邮件报名方式：以下方式二选一：（1）现场报名：须携带加盖单位公章的营业执照副本复印件及现金，按照上述时间、地点获取招标文件。（2）邮件报名：有意参加本次采购活动的投标人填写项目名称、项目编号、公司名称、联系人、联系电话、邮箱、营业执照扫描件及标书费汇款底单发送至shzbqdb@163.com,邮件名称命名为：中国海洋大学高分辨透射电镜采购项目-报名-“投标单位名称”。开户银行：兴业银行青岛市北支行，开户名：盛和招标代理有限公司，银行账号：522130100100053768，提交标书费须从投标人基本账户或一般账户转出，电汇时须注明2023-731、资金用途注明标书费。未按规定报名的投标人其报名无效，本项目实行资格后审，获取招标文件成功不代表资格后审通过，招标文件售后不退。售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、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：中国海洋大学　　　　　地址：青岛市崂山区松岭路238号　　　　　　　　联系方式：崔老师0532-66781979　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：盛和招标代理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：青岛市市北区敦化路138号甲西王大厦24楼23A01房间　　　　　　　　　　　　联系方式：孙萌、肖颖梦、孙伟0532-67737979　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：孙萌、肖颖梦、孙伟电　话：　　0532-67737979

1月20日，由生物岛实验室领衔研制，拥有自主知识产权的首台国产场发射透射电子显微镜在广州发布。这标志着我国已掌握透射电镜用的场发射电子枪等核心技术，并具备量产透射电镜整机产品的能力，将为我国在材料科学、生命科学、半导体工业等前沿科学及工业领域的高质量发展提供有力支撑。中国科学院院士、生物岛实验室主任徐涛联合中国科学院生物物理研究所研究员孙飞在2016年启动透射电镜有关研究，并于2020年在生物岛实验室组建起一支体系完整的透射电镜研制工程技术团队。团队成立三年多以来，相关研发工作接连取得重大突破。研发团队介绍，此次推出的首款场发射透射电镜新品TH-F120，取名源自中华名山“太行”，寓意它将如太行山一样成为中国透射电镜产业的脊梁。该场发射透射电镜利用被加速到120千电子伏特的高能电子与被观测样品中的原子发生相互作用，检测透射电子携带的样品信号转化为显微放大的图像，可以用来观察材料样品中的原子排列结构、细胞组织样品的精细超微结构、病毒和生物大分子复合体的精细结构，是科学家研究微观世界的重要仪器。研发团队表示，该电镜拥有自主研制的高亮度场发射电子枪，相比于同级进口产品的热发射电子枪，亮度更高，发射稳定性和相干性更优，匹配自主研制的电磁透镜系统，针对120kV成像平台特别优化电子光学设计，可带来更佳的图像衬度和分辨率。生物岛实验室是广东省首批省实验室之一。自成立至今，生物岛实验室优化整合力量，加快成果转化、产业孵化和创新体系建设，不断培养高价值专利，与本地头部企业共建联合实验室、技术产业转化中心，累计孵化企业12家。发布会现场详细信息，请关注仪器信息网后续报道。

2013年8月1日，FEI宣布推出三款专门满足特殊的应用和行业需求的透射电镜（TEM）新品。这三款新产品将为半导体制造和科研提供高效率和有效的特定应用程序。它们是专门用于先进的半导体制造业设的Metrios&trade TEM，为材料和生命科学研究提供高速成像分析的Talos&trade TEM ，以及提供原子量级材料特性研究Titan&trade Themis&trade TEM。　　&ldquo 加上这三个新产品，在过去一年中，我们已经推出了6款TEM新产品，这是前所未有的&rdquo 。FEI公司执行副总裁兼首席营运官Benjamin Loh说道。&ldquo 所有6款新产品都是为专门的应用工作流程而设计制造，它们将为科研和工业细分市场的用户提供了信息，如：材料科学，化学，生命科学，半导体制造等领域。我们的目标是完全改变TEM的世界，从而让我们的客户能够改变他们的世界。&rdquo 　　Metrios&trade TEM系统，致力于为需要开发和控制晶片制造工艺的半导体制造商提供快速，精确的测量。透射电镜基本操作和测量程序广泛的自动化，最大限度地减少对操作人员培训的要求。其先进的自动化计量提供比手工操作更高的精度。Metrios&trade TEM的设计，相比其他电镜，将为客户提供更好的分析通量和较低的成本。　　Talos TEM结合高分辨率，高通量的TEM快速成像，以及精确定量的能量色散X-射线(EDX)分析，提供先进的分析性能。新的TEM采用了FEI目前亮度最高的电子源和最新的EDX检测技术，可实现对低浓度和轻元素的高效分析，并拥有FEI独家的3D EDS X射线断层成像技术。在较低的加速电压下，允许使用能量较低的电子束，以减少对样品的损伤。Talos平台是完全数字化的，允许远程操作，并且它可以增加用于特定应用程序的检测器或动态实验的样品架。Talos平台自动化程度高并易于使用，非常适合于个人研究室以及多人操作的实验室。　　Titan Themis TEM增强了FEI在原子级成像分析方面的领导地位。研究人员使用高分辨率像差校正TEM来研究大尺寸材料的物理性质以及原子尺度之间的组成和结构的关系。Titan Themis平台可直接测量物理属性，如磁场，纳米尺度，以及下降到原子尺度时的电场。从样品定位到最终数据采集整个流程均实现了自动化，提高结果的重复性和再现性，从而使用户以更少的时间和精力获取更有信心的结论。（编译：秦丽娟）

p　　2015年7月21日，日立高新宣布推出200kV场发射a title="" href="http://www.instrument.com.cn/zc/1139.html" target="_self"strong透射电子显微镜/strong/aspan style="COLOR: rgb(84,141,212)"/spanHF5000，HF5000集合了日立高新的透射电镜及扫描透射电镜技术，达到了亚埃级的空间分辨率(0.1 nm或更低)，球差校正器为其标准配置。将于2015年10月正式启动销售。/pp　　从纳米材料、电子器件的科学研究，到企业研发及质量控制，用户对于电子显微镜的空间分辨率及元素分析能力的需求都在提升。这反过来也促进了对于电子显微镜像差校正和高灵敏度分析的需求。/pp　　为了响应这方面的需求，日立高新开发了200kV及300kV透射电镜专用的STEM球差校正器和大立体角EDX。根据用户的反馈，日立高新将这两种技术整合到了200kV的透射电镜平台上，推出了HF5000场发射透射电镜，同时实现了亚埃级的高分辨率成像和高灵敏度分析。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="23.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201507/insimg/a29bbaca-f26c-47cf-aceb-83c7b04e8ec7.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"HF5000透射电镜br//pp　　HF5000继承了日立高新HD-2700扫描透射电子显微镜的技术特点，如它的内部球差校正器，自动像差校正功能，原子分辨率的二次电子像，并综合了日立高新HF系列透射电镜的技术。/pp　　另外，HF5000采用了日立高新经过考验而被认可的冷场发射电子枪技术，并且它的镜筒和样品台经过了重新的设计，从而显著提升了仪器的性能和稳定性。/pp strong主要技术参数/strongbr//pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="3.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201507/insimg/2bdb33e9-e1c4-4a12-880a-83b462498079.jpg"//p

Talos先进科技集于一身 Talos™ 是新一代 TEM 产品，致力于让用户迅速访问二维和三维数据，从而专注于研究发现。Talos 的配置适合开展材料研究和生命科学研究，是一款融合了众多创新技术的多功能系统，能够在未来数年里满足您的研究需求。Talos 的材料科学应用Talos 可以在多个维度开展快速、精确、量化的材料表征分析，而且配备了全新的软件功能，能够改善成像效果和易用性。Talos 将出众的高分辨率 S/TEM 和 TEM 成像与行业领先的 EDS 性能（包括独一无二的 EDS 断层扫描技术）融为一体，能够以二维图像和三维容积的形式提供结构信息。创新的新软件拓宽了可以分析的材料范围，同时全新的 Ceta 16M 摄像头可迅速从大视场切换到原子级别。全新的压电工作台可确保实现无漂移成像和精确导航。而且，Talos 还预留了配件接口，可以配备特定于应用的原位样本支架以开展动态实验。 创新点：为帮助研究人员在低束流条件下更快速地获得各类型样品（包括电子束敏感材料）的二维和三维化学信息，我们在Talos F200i扫描透射电镜（S/TEM）中加装了一对对称设计的100 mm2 Racetrack能谱仪（双X射线）。这一更新突破了使用非对称EDS难以获得有效定量数据的瓶颈，并能让科研工作者以最快的方式在（亚）纳米尺度对材料进行表征。Talos 透射电镜

据中科院宁波材料技术与工程研究所网站6月10日消息，为什么月球具有丰富的战略资源氦-3？氦-3在月球上是以什么形式储藏的？如何原位开采氦-3？最近研究发现月壤玻璃在捕获和保存氦-3气体中发挥了关键作用。氦-3作为氦（元素周期表中第二个元素）的一种同位素，在能源、科学研究等领域具有重要应用价值。比如，作为一种可控核聚变的燃料，氦-3核聚变产生的能量是开采所需能量的250倍，是铀-235核裂变反应（约为20）的12.5倍。100吨氦-3核聚变产生的能量即可供应全球使用1年，且氦-3核聚变过程无中子二次辐射危险，更加清洁和可控。另外，氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂，是超导、量子计算、拓扑绝缘体等前沿研究领域的必需物质。然而，地球上氦元素主要是氦-4，氦-3储量只有0.5吨左右，远远无法满足现有需求。氦-3是太阳风的重要成分，月球由于常年受太阳风的辐照，储存了大量氦-3。但是为什么月球具有丰富的战略资源氦-3？氦-3在月球上是以什么形式储藏的？这些问题还没有明确的答案。探索月球资源，特别是氦-3的含量、分布和开采，已经成为当前国际深空探测的必然趋势和主要任务。因此，从20世纪末开始，全球掀起了新一轮的月球“淘金热”，使探月工程和科学研究达到新的高潮。但是如何原位、高效开采氦-3还是科学和技术难题。以往研究认为氦-3溶解在月壤颗粒中，提取氦-3受扩散速率限制，需要700℃以上的高温，不但耗能较高，而且速度慢，不利于在月球上原位开采。因此，探明月壤中氦-3的储藏形式，对未来认识月球是如何捕获氦-3，如何开发利用氦-3资源至关重要。由嫦娥五號採集的月球樣品（月壤）近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队，对嫦娥五号月壤颗粒中的氦原子进行了探测和研究。发现月壤中钛铁矿颗粒表面都存在一层非晶玻璃。研究人员通过高分辨透射电镜结合电子能量损失谱法，在玻璃层中观测到了大量的氦气泡，直径大约为5～25nm，且大部分气泡都位于玻璃层与晶体的界面附近。而在颗粒内部晶体中，基本没有氦气泡。鉴于氦在钛铁矿中的高溶解度，研究人员认为氦原子首先由太阳风注入钛铁矿晶格中，之后在晶格的沟道扩散效应下，氦会逐渐释放出来。而表层玻璃具有原子无序堆积结构，限制了氦原子的释放，被捕获并逐渐储存起来，形成了气泡。玻璃态材料特殊的无序原子堆积结构具有极高的稳定性，比如玻璃态琥珀可以将生物标本保存上亿年、氧化物玻璃可以将核废料储存上千年。这项工作表明钛铁矿玻璃也具有极高的稳定性，在月球上捕获并保存了丰富的氦-3资源。工作表明，通过机械破碎方法有望在常温下提取气泡形式储存的氦-3，不需要加热至高温。而且，钛铁矿具有弱磁性，可以通过磁筛选与其他月壤颗粒分开，便于在月球上原位开采。通过进一步计算，研究人员发现气泡中的氦气原子的数密度达到50-192 He/nm3，具有极高的压力。根据月球上钛铁矿总量估算，以气泡形式储藏的氦-3总量或高达26万吨，如果全部用于核聚变，可以满足全球2600年的能源需求。这些结果不但为月球上氦-3的富集机理提供了新的见解，也为未来月球氦-3的原位开采利用奠定了理论基础，对探寻月球资源的有效利用路径具有重要意义。该工作以“Taking advantage of glass: Capturing and retaining of the helium gas on the moon”为题发表在《材料未来》期刊（Materials Futures，DOI:10.1088/2752-5724/ac74af）。本工作由中科院物理所汪卫华院士、航天五院杨孟飞院士、南京大学邹志刚院士领衔的月壤物性研究及综合利用项目团队完成，月壤样品编号CE5C0400。中科院宁波材料所王军强研究员、霍军涛研究员、许巍副研究员和中科院物理所白海洋研究员为共同通讯作者。中科院宁波材料所李傲、陈霄、宋丽建博士和陈国新博士为共同第一作者。图1、（a）EDS显微图，一颗形似康乃馨花的月壤钛铁矿颗粒（花托部分）和粘接的胶结物质（花冠）；（b）透射电镜下观测到的一个氦气泡的放大图，红色为Fe元素分布情况；（c）月壤钛铁矿表面形成了玻璃层，氦气泡主要在玻璃层中；（d）图（c）中不同位置的电子能量损失谱曲线。 图源：中科院宁波材料技术与工程研究所（中科院磁性材料与器件重点实验室 王军强）

近年来电子显微领域的技术发展突飞猛进，硬件和软件的新技术和新功能不断的推出。透射电镜越来越受到科研人员的重视，用途日益广泛。现在透射电镜已广泛用于材料科学(金属材料、非金属材料、纳米材料)、化学化工、生命科学、转化医学、半导体材料与器件、地质勘探、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。为适应广大分析技术工作者的需求，进一步提高透射电镜用户的应用和研究水平，推动显微分析应用的进一步发展，上海交通大学分析测试中心特举办“ATP 004透射电镜分析技术”培训班，NTC授权单位培训机构上海交通大学分析测试中心承办并负责相关会务工作。 现将有关事项通知如下：一、 培训目标：了解透射电镜的基本结构与原理；了解透射电镜检测/校准项目及相关要求；掌握国家标准中透射电镜的检测方法。（一）通过学习理论知识，观摩实际操作，排查仪器故障，调谐最佳机器运转状态。（二）面对应急问题，学员可理论联系实际，查找故障原因，进行仪器自检及修复。二、 时间地点：培训时间：2023年10月16日-10月18日 上海（时间安排：授课2天，考核1天）三、 课程大纲：时间内容10月16日上午透射电镜的发展、成像原理、基本结构10月16日下午透射电镜的样品制备、像衬度、基本操作及维护10月17日全天透射电镜实操培训及答疑10月18日全天考核四、 主讲专家：主讲专家来自上海交通大学分析测试中心，熟悉NTC/ATP 004 透射电镜分析技术大纲要求，具有NTC教师资格，长期从事透射电镜技术研究的专家。五、 授课方式：（一） 讲座课程；（二） 仪器操作；六、 培训费用：（一）培训费及考核费：每人3000元（含报名费、培训费、资料费、考试认证费），食宿可统一安排费，费用自理。（二）本校费用：每人1500 元（含报名费、培训费、资料费、考试认证费；必须携带学生证）。七、 颁发证书： 本证书由国家科技部、国家认监委共同推动成立的全国分析检测人员能力培训委员会经过严格考核后统一发放，证书有以下作用：具备承担相关分析检测岗位工作的能力证明；各类认证认可活动中人员的技术能力证明、该能力证书可作为实验室资质认定、国际实验室认可的技术能力证明；大型仪器共用共享中人员的技术能力证明。 考核合格者将由发放相应技术或标准的《分析检测人员技术能力证书》。考核成绩可在全国分析检测人员能力培训委员会(NTC)网站上查询（https://www.cstmedu.com/）。八、 报名方式：（一）请详细填写报名回执表（附件1）和全国分析检测人员能力培训委员会分析检测人员考核申请表（附件2），邮件反馈。（二） 注：请学员带一寸彩照2张（背面注明姓名）、身份证复印件一张，有学生证的学员携带学生证复印件。（三） 报名截止时间是10月10日16:00前。（四） 如报名人数不足6人取消本次培训。 九、 联系方式联系人：吴霞（报名相关事宜）、郭新秋（技术咨询）电话：021-34208496-6102（吴霞）、021-34208496-6205（郭新秋）E-mail：iac_office@sjtu.edu.cn官方网址：iac.sjtu.edu.cn

p　　撰文：王文/pp　　在透射电子显微镜中，搭建nano-lab，原位观察纳米材料在外场，如力、热、光、电、磁等作用下的行为，对于纳米材料研究者已经并不陌生。目前，原位电镜研究进行地如火如荼，并取得了很多令人瞩目的成果。今天，就为大家简单介绍一下原位透射电镜技术中的一种——液体环境透射电镜(Liquid cell TEM)。/pp　　strong一、为什么要研究液体环境透射电镜技术?/strong/pp　　绝大多数的液体，包括水和其他有机溶剂，有着较大的饱和蒸气压，无法在透射电镜的高真空环境中存在，因此在研究液体环境中纳米材料的行为时，需要构建液体存放单元，将液体与电镜中高真空环境隔离开来，这就需要利用Liquid cell TEM。Liquid cell TEM实际上就是通过微纳加工，制作液体存放单元(Liquid cell)，然后将它固定在普通样品杆或者专用液体样品杆头部，放入电镜进行观察。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ad89408b-a05e-4162-a393-3ace84a9b2e2.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "　strong　图 1. Liquid Cell 结构示意图/strong/pp　　strong二、原位液体透射电镜技术发展史/strong/pp　　In-situ Liquid cell TEM的雏形可以追溯到1934年，比利时布鲁塞尔自由大学的Morton，利用两片铝箔包裹样品的方法首次尝试活体生物样品的透射电子显微学研究，但是由于铝片及液体层较厚，其分辨率仅能达到微米量级。/pp　　近年来得益于微纳加工技术以及微流控技术的进步，Liquid cell的制备得到突破性进展。2003年F. M. Ross设计制作的原位电化学Liquid cell芯片，是近代Liquid cell制备的里程碑。其结构如图2所示，底层硅片沉积一层多晶金电极，与顶层硅片之间通过SiO2环垫片胶合形成电化学反应器，顶层硅片有两个容器，分别引出两个电极用来施加电偏压。使用时将液体注入，通过毛细作用流入观察窗口，然后将Liquid cell密封，放入电镜中观察。由于成像电子束需要透过100nm氮化硅薄膜窗口，以及接近1μm液体层空间分辨率仅为5nm。这种在两层硅片之间形成液体腔室，采用氮化硅薄膜做观测窗口的芯片，是后续很多改进Liquid cell的发展原型。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/472b1387-271a-44da-a837-6d00c56951ea.jpg" title="2.jpg"//pp　　strong图2 (A). Liquid cell示意图，(B)二电极Liquid cell光学照片(Rosset al., Nat. Mater., 2003, 532)。/strong/pp　　目前Liquid cell制作方式主要有两种，一类是closed cell，另一类是包含液体流通管道的flow cell(见图3)。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/f501f1c1-4897-4d45-a12b-57c2381ca6f6.jpg" title="3.jpg"//pp　　strong图 3. A.closed cell 三维结构示意图，B. 沿A图中横线横断面结构图(Zhenget al., Science, 2009, 1309)C. flow cell结构示意图(de JongeN et al., PNAS, 2009, 106)./strong/pp　　2009年郑海梅报道了一种超薄氮化硅窗口Liquid cell如图3A& B，其氮化硅薄膜厚度仅为25nm，上下层芯片之间用超薄铟垫片键合形成Liquid cell室，观测窗口内液体层厚度约为200nm。在此基础上，2014年Liao等人对超薄氮化硅窗口Liquid cell技术进行改进，将氮化硅薄薄膜度进一步减小为13nm，液体层厚度约为100nm，有效地将空间分辨率提高到原子级。/pp　　2009年Neils de Jonge等人设计了开放Liquid cell，如图3C，在无需冷冻和干燥的条件下，原位观察完整细胞中的单个分子。其液层厚度约为7μm，空间分辨率可以达到4 nm。/pp　　除了采用氮化硅薄膜作为观测窗口，2012年Jong Min Yuk首次提出利用石墨烯薄膜制备Liquid cell，并原位研究了钯纳米晶体的生长过程，如图4。利用石墨烯作为观察窗口材料，可以有效较少甚至忽略电子散射进而实现原子级分辨率。随后，利用石墨烯作为电子束透射窗口，衍生出了多种复杂的石墨烯Liquid cell结构。特别的，2014年JongMin Yuk利用Liquid cell观察了硅纳米颗粒表面各向异性锂化过程，使得利用石墨烯Liquid cell进行电化学研究成为可能。但由于石墨烯薄膜很薄，很难放置常规的电化学电极，石墨烯Liquid cell用来研究电化学过程仍然受到很大的限制。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d7943de3-4150-46a7-b462-f5f785b7233b.jpg" title="4.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong图 4 石墨烯 Liquid cell 示意图(Li et al.,Science 2010,330)./strong/pp　　Liquid cell TEM不仅可以用来原位观察液体环境中纳米材料的行为，还可以在Liquid cell芯片和液体杆上集成加热、冷冻元件，用于纳米材料功能性测试，极大地拓宽了透射电镜的研究范围。如Haimei Zheng 课题组Kai-Yang Niu等利用可加热Liquid cell，原位研究了柯肯达尔作用下，氧化铋空心纳米颗粒的形成过程。K.Tai利用冷冻平台，研究了结晶期间冰中的相变，以及结晶前表面与金颗粒的动态相互作用。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a142ae6e-5b9c-46c5-805d-1c81aab4e20f.jpg" title="5.jpg"//pp　　strong图5. A.Hollownanoparticle growth dynamics via Kirkendall effect (Paul Alivisatoset al., Nano Lett,2013,13). B.The dynamic interactions of Aunanoparticles at the ice crystallization front (Dillon et al.,Microsc. Microanal, 2014, 330)/strong/pp　　综上，目前Liquid cell芯片多是基于硅基衬底加工，窗口材料一般采用超薄氮化硅薄膜，Haimei Zheng课题组可以将氮化硅薄膜做到13nm左右，其他课题组以及商业化Liquid cell窗口材料一般做到30nm左右，窗口大小50*50μm。分辨率可以达到原子级，接近电镜固有分辨率。并且可以集成加热和冷冻功能，但对liquid cell稳定性要求较高，并不容易实现。/pp　strong　三、原位液体透射电镜技术的应用/strong/pp　　利用In-situ Liquid cell TEM可以观察纳米颗粒成核和生长的过程，用实验证明一直存在争议的问题，例如纳米颗粒液相生长过程中主导机制是单体附加，还是颗粒融合。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/deb70f24-dd19-4eba-8290-004651bb1c0e.jpg" title="6.jpg"//pp　strong　图 6. Video images showing simple growth by means of monomer addition (left column) or growth by means of coalescence (right column). (Zheng et al., Science, 2009, 1309)/strong/pp　　可以研究异质纳米晶体生长过程/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 246px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d3a4a6f9-e362-45d2-9efc-3eb88e58cc1c.jpg" title="7.jpg" height="246" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp　　strong图7. Comparison of Pdgrowth on 5 and 15 nm Au seeds. (a, d)Starting dark-field STEM images of a 5 nm(a) and a 15 nm (c) Au nanoparticles in 10 μM aqueous PdCl2 solution (samescale). (b,e) The same two particles after Pd deposition (84 s total beamexposure). (c, f) Schematic illustration of the Pd growth morphology for thetwo sizes of Au seed nanoparticles (E. A. Sutter et al., Nano Lett, 2013, 13) ./strong/pp　　可以研究纳米颗粒自组装过程/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 409px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a1977cd7-4f4d-412b-a23d-ae50c19761d1.jpg" title="8.jpg" height="409" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp　　strong图8.TEM images of NPassembly formed under electron beam irradiation (a,b) and drop casting (c,d) onSiNx TEM grid. The scale bar is 100 nm (Jungwon Park et al., ACS NANO, 2012, 6) ./strong/pp　　可以研究锂离子电池锂化过程。Huang 等人在开放 Liquid cell 中原位研究锂离子电池锂化过程中,氧化锌纳米线的膨胀、伸长和螺旋行为。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/965878a3-55a6-46c9-b846-05e5d30fc04a.jpg" title="9.jpg"//pp　　strong图 9. Schematic of the experimental setup(Li et al.,Science 2010,330)./strong/pp　　还可以用来观察一些生物样品。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a94ef351-8826-4e37-be8b-e3ff343c362c.jpg" title="10.jpg"//pp　　strong图 10. Image of the edge of a fixed COS7 cell after 5-min incubation with EGF-Au(de Jonge N et al., PNAS, 2009, 106)./strong/pp　　当然Liquid cell TEM的研究内容不仅局限于这些，感兴趣的可以阅读Hong gang Liao 2016年发表在Annu. Rev. Phys.Chem.的一篇综述文章Liquid Cell Transmission Electron Microscopy。/pp　　看到这里，估计有人会问，在研究过程怎么排除电子束对反应过程的影响呢?电子束的确是让人又爱又恨的存在，既需要利用它来成像，又不希望它与研究材料发生相互作用影响实验结果。不过，别担心，Liquid cell TEM领域大牛Ross已经为你提供了量化电子束影响的理论依据!说到这里，小编不禁要感叹，Ross是一位学术造诣很深又乐于分享的大牛。某次会议有幸向Ross当面请教，她非常nice地鼓励了我蹩脚的英语和并不成熟的想法，并且很耐心地给我讲解，我们刚入门的科研人需要这样优秀的偶像。/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ef62778c-b47c-42b7-af9f-ca7df8f18d17.jpg" title="00.jpg"//pp　strong　四、国内研究现状/strong/pp　　08年以来国内的透射电镜发展十分迅速，目前国内应该有超过60台带有球差校正的透射电镜，而且这一数字还在迅速增加。其中做Liquid cell TEM相关研究的课题组也有不少，并取得了不少重量级研究成果，鼓掌~~~~目前国内从事Liquid cell TEM研究的课题组主要有：浙江大学张泽院士、厦门大学廖洪刚教授、北京工业大学隋曼龄教授、上海交通大学邬剑波研究员、华东理工大学陈新教授，等。当然，还有弱弱的小编~(如有遗漏，恕小编才疏学浅)。/pp　　那么最后一个问题来了，想做in-situ Liquid cell TEM研究去哪里找芯片呢?目前Liquid cell芯片和液体样品杆已经部分商业化，如Hummingbird 和Protochip等，但其售价比较昂贵，适合土豪课题组。很多课题组仍然在使用自制液体芯片，或与其他国内微纳加工公司合作。/pp　　小编只是抛砖引玉，为大家做一下简单介绍一下，如有兴趣，可以先参阅Frances M. Ross, Honggang Liao, Xin Chen三位的综述文章。没错，其中有两位是中国人，而且目前在国内任职，小编是如此骄傲~~~/p

2016年新年伊始，日本电子株式会社（JEOL）即全球同步推出了新款场发射透射电镜JEM-F200。 为了全面整合近年发展起来的透射电镜上的各种功能，JEM-F200进行了全新设计，在保障各种功能达到极限的同时，追求操作的简单化和自动化，为用户提供透射电镜操作的全新体验。具体特点表现为： 1）精炼的全新设计：在提高机械和电气稳定性的同时，凭借对透射电镜的丰富经验，对电镜整体进行了精炼全新设计，力求为用户提供全新感受； 2) 四级聚光镜设计：为了最大程度发挥出STEM功能，JEM-F200进行了全新概念的四级聚光镜设计，亮度和汇聚角可以分别控制； 3）高端扫描系统：在照明系统扫描功能之上又增加了成像系统的扫描功能（选购件）可以获得大范围的EELS分析，可进行表面等离子共振（Surface Plasmon resonance)等近代物理研究； 4）皮米样品台控制：标配的压电陶瓷控制样品台，可以在原子尺度上获得精准的移动； 5）全自动装样测角台（SPECPORTER）：样品杆的插入拔出只需电钮即可全自动实现，彰显其便利性及安全性； 6）成熟的冷场发射技术：将JEOL应用在球差校正技术上的高端冷场发射技术移植到普通的场发射透射上，可获得更好的高分辨观察、更高效的成分分析和更好的化学结合状态分析； 7）双超级能谱设计：可安装双超级能谱，将普通电镜能谱的分析能力拓展到原子尺度； 8）节能减排：启用省电模式耗电量降低80%。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "为了满足仪器信息网用户对透射电镜技术的知识需求，解决学习及工作中的问题，本文特整理了仪器信息网的络讲堂栏目中透射电镜技术相关会议报告，专家们讲解精准专业，欢迎感兴趣的用户保存下载观看学习。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 150px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/e342cb75-6565-489e-9754-020ade60ea3d.jpg" title="图片1.png" alt="图片1.png" width="400" height="150" border="0" vspace="0"//ptable border="1" cellspacing="0" style="border: none"tbodytr class="firstRow"td width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px"报告题目/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px"报告专家/span/strongstrong/strong/p/td/trtrtd width="326" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"微纳尺度的高温和环境力学原位span style="font-family:Calibri"TEM/spanspan style="font-family:宋体"测试/span/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"解德刚/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"西安交通大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"透射电子显微镜技术在纳米材料表征中的典型应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"毛晶/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"天津大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"聚焦离子束技术在纳米材料表征中的应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"彭开武/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"国家纳米科学中心/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"半导体纳米材料原子尺度结构性能关系的透射电子显微学研究/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"李露颖/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"华中科技大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"纳米材料的原子尺度表征及其动态结构演变/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"王建波/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"武汉大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"原位透射电镜研究进展：从纳米操纵到量子调控/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"白雪冬/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"中科院物理研究所/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"原位器件电子显微学/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px" span style="font-family:宋体"孙立涛/span/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"东南大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"原位透射电镜在能源存储材料中的应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"谷猛/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"南方科技大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"扫描透射电镜技术在热电材料研究中的应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"王玉梅/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"中科院物理所/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtr style="height:42px"td width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"镍基单晶高温合金形变机制的电子显微学研究/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"杜奎/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"中国科学院金属研究所/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"结合透射电子显微镜与第一性原理计算探索二维材料的缺陷动态演变行为/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"林君浩/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"南方科技大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"先进电子显微学技术在电池材料研究中的应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"闫鹏飞/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"北京工业大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"铝合金中析出相结构演变与溶质原子界面偏聚原子尺度研究/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"贾志宏/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"重庆大学/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"透射电镜制样技术在病毒形态鉴定中的应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"宋敬东/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/trtrtd width="335" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"植物材料的透射电镜制样方法的优化和高压冷冻技术开发及应用/span/p/tdtd width="252" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"张辉/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"（/spanspan style=" font-family:宋体 font-size:14px"中国科学院植物研究所/spanspan style="font-family:宋体 font-size:14px"）/span/p/td/tr/tbody/tablep style="text-align: center "strong西安交通大学材料学院副教授解德刚/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《微纳尺度的高温和环境力学原位TEM测试》/strongstrong/strong/pp过去几十年间，原位透射电镜技术和定量纳米力学的结合能将材料晶格缺陷的实时演化与变形应力应变曲线直接一一对应，为人类打开了认识传统材料变形机制以及微纳尺度材料新行为的大门。以前的研究多在真空和常温下进行，然而随着技术的进步，纳米力学研究已经可以在一些气氛环境以及高温条件下进行。解德刚副教授在报告中介绍了最新的技术进展，以及解德刚副教授研究单位由此技术取得的最新研究成果。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_109333.html" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong（报告视频链接）/strong/span/a/pp style="text-align: center "strong天津大学材料学院测试中心副主任毛晶/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《透射电子显微镜技术在纳米材料表征中的典型应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "透射电子显微镜的成像及电子衍射功能可以把纳米材料的微观形貌与结构信息联系起来；增加附件后还可以进行微区成分、价态 (能谱仪EDS、特征能量损失谱EELS)和扫描透射成像分析(STEM)等。毛晶老师在报告中介绍了透射电子显微镜在纳米材料研究中的几个典型应用：从简单的形貌成分表征到未知析出相结构分析、纳米级界面上的元素价态分析及材料表面原子结构分析等。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_109338.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong国家纳米科学中心高级工程师彭开武/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《聚焦离子束技术在纳米材料表征中的应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "聚焦离子束（Focused Ion Beam,FIB）是将离子源产生的离子束加速，聚焦后作用于样品表面的技术，可应用于纳米材料的力学、电学、热学、光学元素、结构、晶向等信息，也可用于三维原子探针、扫描探针显微镜的探针制备和修饰。彭开武老师在报告中对聚焦离子束技术以及其应用做了详细的介绍。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_109340.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong华中科技大学武汉光电国家研究中心副教授李露颖/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《半导体纳米材料原子尺度结构性能关系的透射电子显微学研究》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "李露颖老师在报告中介绍了在半导体和器件电子显微学领域的相关工作。利用电子全息技术第一次获取了纳米尺度单个Ge量子点及单根Ge/Si核壳结构纳米线电荷分布情况的直接实验证据，结合利用电子全息及相关表征技术，从实验角度获得ZnSe纳米线多型体同质异构结对电荷进行裁剪的信息及InAs纳米棒中多型体原子尺度的自发极化强度及其受界面应力影响，为相关光电器件物理性质的调控提供了坚实的结构基础。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105627.html" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong（报告视频链接）/strong/span/a/pp style="text-align: center "strong武汉大学物理科学与技术学院教授strong style="text-align: center white-space: normal "王建波/strong/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《纳米材料的原子尺度表征及其动态结构演变》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "王建波老师主要介绍了用电子束对材料在应力场、温度场或电场作用下的动态结构演变进行实时表征和调控：（1）应力场作用下Au纳米线塑性和赝弹性形变，CuO纳米线滞弹性行为；（2）Fe/Fe3O4氧化还原反应以及ZnO纳米线的生长；（3）电场作用下CuO电极材料的Na离子嵌入与脱嵌；（4）电子束辐照对材料结构进行原子尺度调控。span style="color: rgb(0, 112, 192) "stronga href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105556.html" target="_self"（报告视频链接）/a/strong/span/pp style="text-align: center "strong中科院物理研究所研究员白雪冬/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《原位透射电镜研究进展：从纳米操纵到量子调控》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "原位透射电镜实验方法是研究材料性质-结构关系及其调控与动态变化过程的先进手段。多年来我们通过开发原位透射电镜技术，开展从纳米操纵到量子调控的研究工作，在原子尺度观测和理解低维结构与性质。白雪冬老师在报告中介绍了利用自主研制的原位透射电镜中的扫描探针装置，在纳米操纵和纳米尺度下光电力耦合与物性调控研究的结果、以及复杂氧化物氧空位序和铁电畴调控研究的最新进展。 a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105554.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center " strong 东南大学教授孙立涛/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《原位器件电子显微学》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "随着电子信息产业的快速发展，核心元器件的特征加工尺寸已走向亚10nm。在10纳米以下，材料的表面效应对其性能的影响将显著增强。在这种情况下，材料还能否像块体材料那样稳定？如此小尺度下如何精准表征和检测这种材料的稳定性和可能的新物性？新型纳米材料是否可派上用场？孙立涛老师在报告中讲了以亚10nm材料为研究对象，借助自主搭建的可实现原子分辨的原位-多场加载研究系统，探索亚10nm材料的表面效应的精准表征、调控与可能的器件应用，阐明全面开展10纳米以下材料应用基础研究方面的重要性及对下一代纳电子器件研究的重要意义和深远影响等。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105553.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong南方科技大学材料科学与工程系副教授谷猛/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《原位透射电镜在能源存储材料中的应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "谷猛老师在报告中集中介绍了原位透射电镜在传统电池和固态电池中发挥的作用。应用三维EDS技术可以清楚的标定镍元素在材料中表面和界面的集聚，通过结合DFT计算，可以知道这个材料的失效机理，相转变过程。最后，通过对合成条件的反馈和修改，可以合成出没有镍元素集聚的正极材料，从而从根本上解决材料的电压衰减和电量衰减。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105552.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong中科院物理所副研究员王玉梅/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《扫描透射电镜技术在热电材料研究中的应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "扫描透射电子显微术为目前最为流行和广泛使用的一种材料评价手段。在热电材料中，缺陷至关重要。不同类型的缺陷可以作为声子散射中心散射不同频段的声子，有效降低晶格热导率。王玉梅老师在报告中主要介绍利用扫描透射电子显微术在原子尺度研究Zintl相化合物Ca9-yEuyZn4.7Sb9不同掺杂条件下的结构演变以及缺陷种类及结构变化，从而调控材料电、热输运性质，优化热电性能。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105558.html" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong（报告视频链接）/strong/span/a/pp style="text-align: center "strong中国科学院金属研究所研究员杜奎/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《镍基单晶高温合金形变机制的电子显微学研究》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "镍基单晶高温合金具有优异的高温力学性能，主要用于发动机的涡轮叶片。随着涡轮发动机工作温度越来越高，对高温合金的高温力学性能提出了更高的要求。本讲座主要通过透射电子显微技术、像差校正下的扫描透射电子显微技术研究了镍基单晶高温合金的低温高应力和超高温低应力下的蠕变机制。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105574.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong南方科技大学副教授林君浩/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《结合透射电子显微镜与第一性原理计算探索二维材料的缺陷动态演变行为》 /strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "理解缺陷的原子结构和动态其演变过程对二维材料功能器件的改进与性能提供具有重要意义。利用球差纠正透射扫描电子显微镜（STEM）中的汇聚电子束，能激发二维材料中的缺陷产生动态演变，同时在原子尺度下观察它们重构的动态过程。这种方法使我们能够实时地追踪二维材料中缺陷原子在高能电子束影响下的结构变化。林君浩老师在报告中介绍了利用上述方法在二维材料里取得的最新成果，包括二维非晶碳材料的开发与表征，二硒化钼（MoSe2）中硒空穴引起的反转晶畴的演变过程，二硒化钯（PdSe2）中层间融合的机理，以及在单层过渡金属硫族素化合物中精确雕刻只有三个原子宽度的金属纳米线的原位过程等。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105572.html" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong（报告视频链接）/strong/span/a span style="font-family: 微软雅黑 color: rgb(102, 102, 102) letter-spacing: 0 font-size: 14px" /span/pp style="text-align: center "strong北京工业大学教授闫鹏飞 /strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《先进电子显微学技术在电池材料研究中的应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "闫鹏飞老师在报告中介绍了多种先进的电子显微学技术在揭示层状正极材料的衰退机制发挥的重要作用；着重介绍利用透射电镜技术，从微米尺度到原子尺度来表征材料的结构和成分演变规律和驱动力；还介绍了高分辨成像技术、原子级元素成像技术、原位电镜技术和三维重构技术等在表征材料构效关系上的应用。 a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105579.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strongspan style="font-family: 微软雅黑 color: rgb(102, 102, 102) letter-spacing: 0 font-size: 14px" /span/a/pp style="text-align: center "strong重庆大学教授贾志宏/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《铝合金中析出相结构演变与溶质原子界面偏聚原子尺度研究》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "贾志宏老师在报告中介绍了利用原子分辨率的高角环形暗场扫描透射电镜（HAADF-STEM）和三维原子探针（3DAP）等显微技术表征微合金元素（Cu，Ag）对Al-Mg-Si合金中析出相演变和界面偏聚影响的研究工作。报告将展示两种微合金元素原子如何在结构和成分上参与/影响各阶段析出相形成与演变，以及在界面偏聚特征。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105576.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/aspan style="font-family: 微软雅黑 color: rgb(102, 102, 102) letter-spacing: 0 font-size: 14px" /span/pp style="text-align: center "strong中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所副研究员宋敬东/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目《透射电镜制样技术在病毒形态鉴定中的应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "透射电子显微镜分辨率高，能够观察光镜无法观察到的病毒及细胞的超微结构。在病毒检测方面的优势在于：快速、简单、准确、具有同时检测多种病原的潜力。不依赖于已知的核酸序列、抗原或抗体信息。宋敬东老师在报告中对病毒的电镜检测技术做了概述。a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105581.html" target="_self"strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "（报告视频链接）/span/strong/a/pp style="text-align: center "strong中国科学院植物研究所研究员张辉/strong/pp style="text-align: center "strong报告视频链接《植物材料的透射电镜制样方法的优化和高压冷冻技术开发及应用》/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong /strong张辉研究员作为高级技术支撑人才在植物分子生理重点实验室工作，专注于作物和资源植物的显微成像和色质联用（植化分析）大型仪器硬件和实验方法应用方法开发。在报告中介绍了如何根据对植物材料的透射电镜制样和运用高压冷冻技术制样进行了较全面的试验条件比较，找出较适合植物材料的样品制备条件。strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_105586.html" target="_self"（报告视频链接）/a/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong拓展学习：a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200211/521704.shtml" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "【视频分享】听专家们讲扫描电镜技术与应用/span/a/strong/p

p　　strong仪器信息网讯 /strong嘉兴学院分析测试中心日前发布公共服务平台建设项目(二期)单一来源公示，采购200KV场发射透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、聚焦离子束和电子束系统各一套，赛默飞世尔以1500万元中标，供应商为浙江省科学器材进出口有限责任公司。/pp　　strong一、 采购人名称/strong： 嘉兴学院(含平湖师范)/pp　　strong二、 单一来源编号/strong： singleSource2020021183265695/pp　　strong三、 采购项目名称/strong： 分析测试中心公共服务平台建设项目(二期)/pp　　strong四、 采购组织类型/strong： 分散采购-分散委托集采/pp　　strong五、 采购项目概况/strong：/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/32ada1fb-f862-4e38-89d5-f2191dffffe4.jpg" title="2020-02-27_212748.jpg" alt="2020-02-27_212748.jpg"//pp　　strong六、 拟采用的采购方式/strong： 单一来源/pp　　strong七、 申请理由：/strong/pp　　透射电镜(TEM)是材料科学中十分重要的分析工具。可以进行样品的形貌分析，结构分析和成分分析。形貌分析可以获得非晶材料的质厚衬度像、多晶材料的衍射衬度像和单晶薄膜的相位衬度像(原子像)。结构分析可以进行电子衍射、原子位错、孪晶类型、晶界结构等研究。成分分析可对小到纳米尺度的微区或晶粒的成分进行测量。该设备是探索物质表观特性及微观本质的强有力工具。/pp　　分析测试中心作为校级公共服务平台，不仅服务于全校师生，同时为嘉兴地区的科研院所和生产企业提供技术支持。本项目仪器设备主要用于校内外的科研工作，对仪器设备的性能、功能要求高，需要具有高灵敏度、高分辨率、快速高效的特点，并具备磁性样品直接观察并实时测试磁力线分布状况、TEM/ STEM /EDS快速三维重构的功能。此外，由于透射电镜对制样要求非常高，人工制样不仅操作繁琐、十分耗时，而且操作人员的制样技术严重影响透射电镜的测试结果，因此需要具备为透射电镜进行全自动制样功能。 目前场发射透射电子显微镜(TEM)生产商只有美国赛默飞世尔科技(并购美国FEI品牌)和日本电子两家，而满足我校采购需求的仅美国赛默飞世尔科技一家(代理商：浙江省科学器材进出口有限责任公司)。/pp　　赛默飞世尔的TalosF200X是目前在无球差校正技术的同类型场发射透射电镜中性能最优异的产品：1)专利独特的4探头STEM设计可以同时快速采集来自不同角度的电子信号，4个对称分布的无窗SDD检测器的能谱仪系统，具有极高的灵敏度，每秒可收集高达105幅能谱图，其Mapping的采集时间可缩短一半以上。EDS Mapping的分辨率可达500x500 像素 2)因为检测器是无窗设计，对于轻元素的灵敏度比常规有窗能谱仪检测器提高1倍以上 3)独特的微分相位衬度技术(DPC)可实现对磁性样品的直接观察，并实时测试磁力线分布状况 4)三维重构功能的应用，不但实现TEM模式和STEM模式的三维成像，配合4探头的能谱仪系统还可实现三维EDS成像。另外，美国赛默飞世尔公司的Helios 5 CX聚焦离子束和电子束系统，其离子束分辨率30kV下2.5nm，电子束分辨率30kV下STEM 0.6nm、1kV下1.0nm，具备为透射电镜进行全自动制样功能、自动切割和三维重构功能。/pp　　由于本项目仪器设备主要用于我校科研工作并服务嘉兴地区的科研单位，对仪器设备的性能、功能要求高，符合我校需求的只有美国赛默飞世尔科技公司的TalosF200X场发射透射电子显微镜及其配套的制样和初筛系统，因此计划单一来源采购美国赛默飞世尔科技公司的TalosF200X场发射透射电子显微镜及其配套的制样和初筛系统(Helios 5 CX聚焦离子束和电子束系统和场发射扫描电子显微镜)。/pp　　strong八、 拟定供应商：/strong/pp　　1、拟定供应商名称/pp　　浙江省科学器材进出口有限责任公司/pp　　2、拟定供应商地址/pp　　浙江/pp　　strong九、 论证专业人员信息及意见：/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b13f829d-a4f7-41fa-8600-60af2bcc4f66.jpg" title="2020-02-27_212758.jpg" alt="2020-02-27_212758.jpg"//pp　　专业人员对供应商因专利、专有技术等原因具有唯一性的具体论证意见： 无球差校正的200kV场发射透射电子显微镜目前无国产设备，国外生产商只有美国赛默飞世尔科技和日本电子两家，不适合公开招标采购方式。根据用户调研，符合采购需求的只有美国赛默飞世尔科技公司一家。美国赛默飞世尔科技公司的Talos F200X场发射透射电子显微镜和Helios 5 CX聚焦离子束和电子束系统具有独特技术领先优势，符合用户需求，建议单一来源采购美国赛默飞世尔科技公司的TalosF200X场发射透射电子显微镜及其配套的制样和初筛系统(Helios 5 CX聚焦离子束和电子束系统和场发射扫描电子显微镜)。/p

p　　高分辨透射电子显微镜是研究微观结构的有力工具。获得可解释的高分辨像，样品厚度要满足苛刻的要求-弱相位物体近似。可以选择在Scherzer欠焦下观察，但有时不得不在大欠焦下拍摄图像提高图像衬度，比如在冷冻电镜中通常拍摄的离焦量为1-2μm，通过扣除成像过程中的衬度传递函数来获得样品的投影结构。实际中，很难获得如此薄的样品(冷冻电镜中样品厚度通常在100nm左右)，此时高分辨成像过程中电子束之间会发生强烈的相互作用。高分辨电子显微像包含线性成像信息、非线性成像信息，而已有的像衬理论通常以线性信息为研究对象，难以满足定量化的要求，因此有必要对非线性信息进行更加深入的研究。/pp　　在以往研究中，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)软物质物理实验室常云杰等结合透射交叉系数理论和赝弱相位物体近似理论，获得了衍射图中线性信息和非线性信息的解析表达式，并提出线性、非线性分离的方法。对分离后结果的研究发现，晶体厚度增大后，即使在Scherzer欠焦下线性成像也会偏离晶体结构，而非线性信息则更复杂。特殊条件下，非线性信息能够在某种程度下反映轻原子位置，比如负球差成像(这一现象已在实验上观察到)。这表明，可尝试利用非线性成像所包含的信息用于晶体结构的确定而不是简单地抛弃。/pp　　此外，透射交叉系数理论(TCC)以及杨氏干涉条纹实验表明，非线性信息的信息极限远高于线性信息的信息极限，在高频信息中起到主要作用。在球差为零的条件下，S.Van Aert等提出非线性信息的信息极限约是线性信息的1.41倍。研究结果显示，在通常理论可解释的线性信息极限之外，仍存在高频率的结构信息，有可能被用作结构信息的测定，但目前关于利用非线性信息进行结构研究的报道甚少。/pp　　近日，物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)软物质物理实验室的科研人员，以AlN为模型使用数值模拟方法，研究了不同厚度不同成像条件下衍射束的相位。研究发现对于普通电镜成像，当样品比较薄的时候，信息极限以内的012衍射斑的相位随着离焦量的变化而变化，但当样品厚度较厚时相位近似为一个常数，且与物体的结构因子的相位基本一致。通过分离线性和非线性部分发现，当样品较薄时非线性部分的影响可以忽略，线性部分的相位随着离焦量的变化而变化 当样品较厚时，非线性成像的影响占主导地位，且非线性部分的相位近似为一个常数，接近结构因子。对超出线性信息极限的更高频的013衍射的研究可以得到类似的结论，且由于频率更高，013衍射的相位在样品更薄的时候就趋于常数，即对于高频的衍射束，其非线性效应在同等样品厚度下比低频衍射束更显著。利用超出线性信息极限的衍射点013的信息进行结构解析，可分开AlN 110 方向投影的Al-N的哑铃对。也就是说，得益于非线性信息的存在，即使普通的透射电子显微镜也可以得到更高分辨率的结构信息。虽然部分机理尚不清楚，但提供了新思路，即“变废为宝”，充分利用不可避免的厚样品的非线性效应。相关研究结果发表在Microscopy上。/pp　　研究工作受到国家自然科学基金项目和中科院的支持。/pp 论文标题：Applicability of non-linear imaging in high-resolution transmission electron microscopy/pp /p

仪器信息网讯6月9日，天津理工大学在中国政府采购平台发布“物镜球差校正透射电镜项目”招标公告，拟2000万元采购1套物镜球差校正透射电镜。投标截止时间为7月2日，合格的供应商敬请参加投标。　　具体招标信息如下：　　1.项目名称：物镜球差校正透射电镜项目　　2.项目编号：JG2018-072　　3.项目内容(本项目接受进口产品投标)包号是否设置最高限额预算（万元）采购目录第1包是2000物镜球差校正透射电镜1套　　4.获取招标文件的时间：2018-06-08到2018-06-15　　5.获取招标文件的地点：天津市教育委员会教学仪器设备供应中心　　6.获取招标文件的方式:在天津市政府采购网(www.tjgp.gov.cn)或天津市教育委员会教学仪器设备供应中心网站(www.tjjczx.com)免费获取　　7.投标截止时间：2018-07-0209:15　　8.开标时间:2018-07-0209:15　　9.开标地点:天津市教育委员会教学仪器设备供应中心　　10.联系人：刘刈　　11.联系方式：022-24710333　　12.采购人联系人和联系电话：李乔:60215286　　采购项目需求　　本系统主要用于材料的原子级高分辨观察和原子级的结构分析，系统由电子光学系统、物镜球差校正系统、高压系统、真空系统、能谱系统、透射电子显微(TEM)成像系统、扫描透射电子显微(STEM)成像和信号探测系统、数字化成像记录系统、样品杆系统、主机工作站、LCD显示器(2x)、远程操控系统、高底座(highbase)、监控荧光屏的相机、自动光阑系统(5x)、环境罩、压电陶瓷增强样品台、空气压缩机、冷却单元、成像软件、操控软件、分析软件等部分组成　　附1：公开招标文件(JG2018-072理工).doc　　附2：物镜球差校正透射电镜招标参数序号说明1环境改造：1.1配套环境改造工程，该工程须比电镜发货日提前至少一个月完成，该工程须使电镜安装和使用的环境保证电镜的所有功能都不受环境干扰、并对电镜操作人员的身体健康无任何危害、也不造成电镜操作人员感到任何不适。环境改造与电镜主机一同验收。2技术说明：2.1本系统主要用于材料的原子级高分辨观察和原子级的结构分析，系统由电子光学系统、物镜球差校正系统、高压系统、真空系统、能谱系统、透射电子显微（TEM）成像系统、扫描透射电子显微（STEM）成像和信号探测系统、数字化成像记录系统、样品杆系统、主机工作站、LCD显示器（2x）、远程操控系统、高底座（highbase）、监控荧光屏的相机、自动光阑系统（5x）、环境罩、压电陶瓷增强样品台、空气压缩机、冷却单元、成像软件、操控软件、分析软件等部分组成2.2电子枪：2.2.1类型：配有单色仪的高稳定超亮肖特基场发射电子枪；或者冷场发射电子枪，其闪清过程时间不长于10秒，保证成像和分析质量的相邻两次闪清的间隔时间不短于4小时2.2.2亮度：≥7.5x107A/m2/sr/V*2.2.3加速电压：300kV、200kV、80kV和30kV四档2.2.4能量分辨率：≤0.25eV@300kV；≤0.15eV@80kV2.2.5优化磁性电路，使交扰和磁滞降至最低2.3分辨率*2.3.1300kV时TEM点分辨率数值：≤60pm2.3.2300kV时TEM信息分辨率数值：≤60pm*2.3.3200kV时TEM点分辨率数值：≤80pm2.3.4200kV时TEM信息分辨率数值：≤80pm*2.3.580kV时TEM点分辨率数值：≤100pm2.3.680kV时TEM信息分辨率数值：≤100pm*2.3.730kV时TEM点分辨率数值：≤150pm2.3.830kV时TEM信息分辨率数值：≤150pm*2.3.9300kV时STEM点分辨率数值：≤136pm*2.3.10200kV时STEM点分辨率数值：≤164pm*2.3.1180kV时STEM点分辨率数值：≤314pm2.3.12HRTEM（高分辨TEM）和HRSTEM（高分辨STEM）之间切换仅需点击鼠标即可完成，热稳定时间小于30秒2.4加速电压与对中*2.4.1加速电压:30、80、200、300kV四个加速电压下均具备TEM物镜球差校正及其对中和设置、电镜系统的各个对中及设置，也保证将来安装和使用EELS/GIF系统时的对中及设置无问题2.5TEM放大倍数可调范围不窄于50x–1.1Mx2.6STEM放大倍数可调范围不窄于150x–100Mx2.7放大倍数重复性： 1.5%(配置放大倍率校准软件包)2.8至少4个STEM探头，一个BF（明场）、二个低角DF（暗场）、一个HAADF（高角环形暗场）可同时采集信号。2.9对同一个样品区域能同时采集HAADF、LAADF（低角环形暗场）、ABF（环形明场）和BF信号2.10具备差分相位衬度（DPC）成像探头及其配套的齐全软硬件，例如DeScan等2.11能实施DPC成像及其分析，所有倍数下都可以使用2.12能实施iDPC成像及其分析，所有倍数下都可以使用2.13放置样品的极靴间距不窄于5mm2.14相机长度2.14.1选区衍射(SADIFF)时的相机长度范围不窄于3–285cm2.15样品台2.15.1安装方式：侧插式测角仪样品台2.15.2样品更换：气锁方式，典型换样时间小于60秒，更换样品时无需关高压2.15.3含防样品污染液氮冷阱2.15.4样品台驱动方式：至少五轴马达与压电陶瓷驱动(X/Y/Z/a倾斜/b倾斜)2.15.5样品移动范围不窄于± 1.0mm(X,Y) ± 0.375mm(Z)，在X和Y方向的移动精度为≤20pm，在Z方向的移动精度为≤20pm；X/Y/Z方向机械重复精度：≤300nm2.15.6压电陶瓷控制的样品台可确保高精度和无漂移的成像和样品导航，更快更高效的从每个样品采集更多的数据。2.15.7普通双倾样品倾斜角度范围不窄于：± 35° (a)/± 30° (b)2.16完全无油真空系统，保证电镜的正常运行2.17EDS（能谱仪）系统2.17.1包含至少2个硅漂移（SDD）无窗半导体探测器，快门保护，集成在电镜极靴内，可灵活拆装2.17.2能谱仪探头的有效面积总和不低于120平方毫米2.17.3总固体角≥0.7srad2.17.4可分析元素范围不窄于B5–Am952.17.5Fiori峰背比≥4000：1@Ni-K峰2.17.6采谱量程不窄于0～80keV2.17.7最大输入计数率：≥1,000kcps,最大输出计数率：≥500kcps2.17.8在做面扫和线扫时，在每个像素上为EDS系统提供信号的电子束驻留的最短时间为≤10微秒，可任意设置该驻留时间2.17.9含能谱标准应用软件2.17.10定量分析：含K-Factor定量分析，可吸收校正；最新的准确定量功能2.17.11能谱仪探头和电镜的冷阱共用一个大液氮杜瓦瓶冷却。特别的机械快门保护探头接触过高强度的X射线和冰的增长。2.17.12能谱与电镜一体化软件：自动读取和控制电镜参数，包括放大倍数、相机长度等。2.17.13可采集单谱和自动采集谱图像，包括采集过程中自动漂移补偿。2.17.14整个能谱仪系统能够无缝安装在电镜里，不影响电镜设备和自身的任何性能2.17.15各个能谱探头采集到的数据可以独立显示、也可以合并显示，可以独立输出、也可以合并输出2.17.16能谱面扫的采集全过程中的任意一段时间内的所有数据都能够被回放和输出2.17.17在任何加速电压下，电镜本身和样品杆本身的任何材料信号的强度都低于样品信号强度的1%，铍除外2.17.18能谱仪系统的最高工作温度为≥500º C，保证后期的加热升级2.17.19采集能谱的速度可调，最高速度不低于每秒100000谱2.18数字化成像记录系统2.18.1底装高速CMOS–16M像素数字化可伸缩型相机，及原位升级附件，内建超高速快门2.18.2像素(sensorsize)：≥4,096x4,0962.18.3像素尺寸(pixelsize)：≥14μmx14μm2.18.4具备在线数据处理能力，拥有实时样品漂移矫正（能矫正漂移带来的影响，在有漂移存在的情况下保证全图像分辨率）、异常信号扣除（能自动扣除包括X射线和宇宙射线等引入的假象）、动态范围扩展（可超过16位）、以及多种图像记录模式的功能2.18.5具备与电镜主机兼容的软件系统，软件配置全2.18.6可在各档电子束加速电压条件下工作2.18.7全像素4096x4096读出速率(fullsensorread-outspeed)为≥40fps2.18.8全像素帧速(imagedisplay)为≥40fps2.18.9数据存储模式包含图像和视频2.18.10图像格式包含1:1(4k,2k,1k,512)2.18.11视频格式包含1:1(4k,2k,1k,512)2.18.12图像记录模式控制（Imagecapturemodes）包含曝光时间、信噪比和样品辐照剂量（Specimendose），也能够对曝光时间、图像信噪比或样品辐照剂量的要求，进行自动优化2.18.13视频/原位图像记录速度：在4096x4096像素时为≥40fps，在2048x2048像素时为≥80fps，在1024x1024像素时为≥160fps，在512x512像素时为≥320fps。以这些速度记录下的图像和视频都能够存入硬盘。2.18.14动态范围为≥16位（帧叠加）2.18.15能拍摄电子衍射谱和Ronchigram2.18.16能够在STEM成像和采像中同步采集STEM像中每个像素点对应的衍射谱（包括Ronchigram）2.18.17整个数字化成像系统能够无缝安装在电镜上，不影响电镜设备和自身的任何性能2.18.18感光器尺寸≥6cmx6cm2.18.19具备即时变焦能力2.18.20相机对应的软件既可执行在线的对齐、过滤、单帧分析等功能，也可执行离线的图像合轴、切片显示、体积工具、过滤、单帧分析等功能2.18.21有效视野(sensoractivearea)：≥56mm*56mm2.18.22配备一套高性能服务器，以快速获取和存储图像与视频。该服务器的配置不弱于以下配置：-OS:Windowsserver2012R2OEM-16GB2Rx4PC4-2133P-Rmemory-IntelXeonprocessorE5-2620v3FIO-2x120GB6GSATARAID1configuredforOS-12x6TB12GSAS7.2KHDDsfordatastorageRAID5configured(availablestoragecapacity66TByte)-2xEthernet10Gb2P560FLR-SFP+Adptr(opticallinkconnections)-Softwareversion2.8-Presenceof10Gb/sfiberopticlinkbetweenthemicroscoperoomandthebufferstoragedevice(room)-Presenceof10Gb/slinkfromtocustomernetworkforaccesstothecustomer’sdatastorage/imageprocessinghardware-Presenceof1Gb/spointtopointUTPconnectionbetweenthemicroscoperoomandthebufferstoragedevice(room)-Presenceofa19”rackformountingthestorageserver另要保证该服务器的使用不得干扰电镜的使用和操作人员，例如做好降噪安排等。2.19聚光镜2.19.1至少三级聚光镜-双线圈光镜，温度保持恒定，不随透镜线圈的激励电流和工作模式(TEM/STEM，放大倍数等)的变化而改变；与单色器相结合，单色点可以缩小到埃级，这允许具有非常小的探针的高分辨率EELS；多模式照射系统，提供细探针模式，探针模式，平行模式，和低倍率模式，可以随意切换各种模式，而不会产生任何温度引起的偏移。2.19.2聚光镜自动光阑有至少4档：C1–2000/70/50/30μm；C2–150/100/70/50μm；C3–1000/150/70/50μm(带位置记忆功能)2.20保证以后能够顺利安装和使用EELS/GIF系统2.21三维重构系统2.21.1包括：数据采集、对中及重构、三维重构可视化处理三大模块完整一套。2.21.2TEM图像、STEM图像和能谱数据的全自动采集软件，自动漂移矫正，自动对焦，自动采集,所控倾角的可调范围不窄于± 70º 、倾转步长最小不超过0.01º 2.21.3数据重构及显示软件，64位2.21.4分析型三维重构样品杆一套2.21.5重构用专用计算机2.21.6配备重构及可视化软件包，重构软件的许可证至少3套、允许至少3台电脑同时使用该软件，可视化软件的流动性许可证允许至少2台电脑同时使用该软件2.21.7最大图像漂移：X/Y方向≤2μm(+/-70° 内倾转)2.21.8最大欠焦量变化：≤4μm(+/-70° 内倾转)2.21.9重复性：≤400nm(样品杆重复3次测量)2.21.10具备对TEM、STEM以及EDS能谱三维数据，自动漂移矫正、自动对焦、自动采集的功能2.21.11含为三维图象采集系统配备的计算机，高端显示卡(GPU)，Windows8.1，23英寸宽屏幕显示器，键盘和鼠标。2.21.12300kV时的三维STEM重构和三维能谱成分重构的空间分辨率分别可达≤1nm和≤3nm2.21.13200kV时的三维STEM重构和三维能谱成分重构的空间分辨率分别可达≤1nm和≤3nm2.21.14在各档电压下实施三维能谱成分重构的数据采集的同时可对同一样品区域实施三维STEM重构的数据采集2.22高视野低背景双倾样品杆一套2.23能在室温和冷冻时做三维重构的冷冻样品杆一套，温度能低至液氮温度2.24电子枪安装组件2.25能校正直至5级球差的TEM物镜球差校正器及其对中2.26最新球差校正软件2.27完全数字化透射电镜，结合了高速，数字化搜索与查看相机(≥30帧/秒)，取代传统的荧光观察屏，让用户可以远程操控电镜，可以在任何环境中工作。-高动态范围模式，允许交替短和长的曝光-超坚固的闪烁体设计，使其不易受束流损伤-能观察聚焦高强度的束流-实时快速傅立叶变换-伪彩色成像-所有电镜校准可以使用相机进行2.28主显示器2.29控制系统及软件2.30遥控操作和监控系统2.31集成法拉第杯，对束流实时测量和监控2.32具备TEM模式、电子衍射模式、NBD（纳米束电子衍射）模式、CBED（会聚束电子衍射）模式2.33校正样品漂移的压电马达2.34UPS保护：至少坚持1小时工作时间2.35冷却循环水机2.36安静、自动化的空气压缩机，提供清洁、无油、无水的压缩气。2.37全自动物镜光阑至少有8档：100/70/60/50/40/30/20/10μm2.38全自动选区光阑至少有4档：800/200/40/10μm2.39配备系统外罩，减弱来自环境的噪音(≤20dBC)和温度变化(峰-峰值变化≤0.8度)，增加系统稳定性，在噪声大的环境中，容易达到超高分辨率。也能实现远程操作。2.40含超稳定的冷阱杜瓦瓶，一次罐装液氮能维持≥3天的时间，从而减轻日常维护。2.41含放大倍率校准包，确保相机记录的图像上印有正确的比例尺；在STEM模式下也能校准图像畸变2.42电子全息丝及其齐全的最新版软硬件一套，以及一套最新版的离线分析软件，在线和离线软件中都要有全息专用的软件、插件及其许可证，以保证电子全息实验及其数据分析的顺利进行2.43洛仑兹透镜模式及其齐全的软硬件一套2.44快速阀门控制及其齐全的软硬件一套，能够在原位实验时针对气体/液体泄露情况自动快速关阀门、以保护真空和电镜部件。2.45为用户已有的聚光镜球差校正透射电镜（本文件中的其它未特意说明的配置皆对应本次招标的物镜球差校正透射电镜）配备和安装一套像素化STEM探头，最新版的软硬件齐全，安装和使用时不影响该电镜的任何功能，也配备至少一套最新版的离线分析软件2.46为用户已有的聚光镜球差校正透射电镜配备和安装一套最新版的单色器自动调节装置，软硬件齐全，可用于各档加速电压，安装和使用时不影响该电镜的任何功能2.47在本次招标的物镜球差校正透射电镜中配备和安装一套最新版的单色器自动调节装置，软硬件齐全，可用于各档加速电压，安装和使用时不影响该电镜的任何功能2.48把用户已有的聚光镜球差校正透射电镜上的STEM自动调节软件升级为最新版2.49微探针STEM对中2.50可用于DigitalMicrograph（即DM）软件的最新版PeakPairsAnalysis(PPA)插件及其许可证一套，64位版，能用于最新版的DM软件2.51出射波重构的最高版齐全软硬件一套，包含在线软件和离线分析软件各一套2.52含预安装连接盒2.53高性能工作站，最低配置：CPU/IntelCorei73.4GHz，内存/16GB(2xDDR3-1600)，硬盘2x1TB；8xDVD-RW读可写光驱；Windows7，64位计算机控制系统；含至少两台24英寸液晶显示器，屏幕分辨率1920x1080像素；操作系统及应用软件，原装进口的实验台，和电镜操作台一体化风格。*2.54当电镜及其附件的所有功能进行全能力运行时，电镜系统配置的所有工作站不得出现操作员可察觉的变缓、停顿或死机现象。2.55软件包含但不限于以下内容2.55.1遥控操作软件，配置全2.55.2电镜主机、TEM模式及相机和STEM探头的控制、调节、对中、信息采集、图像采集软件，配置全。可在晶体材料上调节STEM对中、消像散和聚焦。最新版的STEM自动调节软件。2.55.3球差校正器的控制、调节、对中、信息采集、图像采集软件，配置全。2.55.4全套最新版DM软件2.55.5最新的主控系统软件，可以通过直观简单的工作流程，实现快速可重复操作，从光学模式设置、探测器选择到采集和分析，快速成功地获得结果。可以同时快速获取多达4个STEM信号。2.55.6领先的人体工程学设计，具备友好的数字化用户界面，允许在不同的操作模式和数据采集技术之间快速切换，切换过程中系统自动调回所有相关的操作设置。2.55.7可方便地实现常用功能,包括样品移动、光束移动、放大倍数、模式切换、聚焦、合轴操作等。能非常便捷的将数据、软件各模块在两台液晶显示器之间显示。2.55.8电镜操作者可以根据需要拥有一套或多套电镜状态参数，每套状态参数相互独立，可在使用过程中迅速切换调用，无任何时间延迟。可设置任意多个用户，每个用户之间的参数设置相对独立，同时还可以相互调用。2.55.9主机控制软件具备脚本引擎，能执行定量分析。脚本引擎可以使用研究中广泛采用的CPython编程语言，以针对具体需要进行分析2.55.10为用户已有的非球差校正的高分辨透射电镜配备和安装一套最新版的STEM自动调节软件，配置齐全，安装和使用时不影响该电镜的任何功能2.56具备实时漂移校正帧成像能力2.57具备压电样品台提供的线性漂移补偿，能用于缓解原位加热或冷却实验中不可避免的热漂移而造成的限制2.58具备高速遥控相机实现全面远程控制功能2.59所有电脑的操作系统都为win7；所有电脑和软件都是64位、最新版、在win7操作系统下完全工作。2.60所有样品杆都需要和主机兼容、不影响主机的使用和性能2.61任何图像和谱等数据中都不要有任何外来干扰导致的噪音2.62除电镜本身已具备的一套电子枪外，再提供两套备用的电子枪，其中一套是用于本次招标的物镜球差校正透射电镜、另一套是用于用户已有的聚光镜球差校正透射电镜，这两套电子枪只有在用户需要换电子枪时免费运至用户、并免费安装。3技术服务3.1安装、调试*3.1.1在安装之前，主机制造厂家负责对环境进行免费测量，并将环境改造成适于本台球差校正透射电镜使用的良好环境，环境改造与电镜主机一同验收。改造费用都包含在本次招标的预算里。*3.1.2环境改造完毕后厂家免费负责仪器的运输、安装、调试3.2培训*3.2.1安装开始后，厂家对买方使用人员进行免费培训，培训应使买方使用人员能够进行熟练操作和常规维护，包括软件的高级用户培训。3.3验收3.3.1设备在买方处安装和调试完毕后，在买方对主机、附件、软件的性能和功能进行测试合格满意以及完成3.2培训的基础上，由买方授权人签字验收。3.4保修期*3.4.1安装验收合格后：电镜厂家保证电子枪寿命为至少一年，若电子枪寿命低于半年，电镜厂家免费提供免费的电子枪和进行免费的更换操作，若电子枪寿命高于半年、低于一年，电镜厂家将按电子枪未达一年寿命的剩余时间提供相对折扣，此条件在电镜主机报废前终生有效；电镜厂家对该设备中的其它所有部件（耗材和非电镜厂家生产的样品杆除外，能谱仪系统不是耗材）提供一年的免费保修；冷冻样品杆厂家对其产品提供一年的免费保修。*3.5在安装调试期内外和保修期内外：要求生产厂家应在24小时内对用户的服务要求做出响应，一般问题应在响应后的5个工作日内到达现场、并解决故障，重大问题或其他一时无法迅速解决的问题应在响应后的一周内解决或提出明确、可行的解决方案；对提出明确、可行的解决方案的问题，应在提出解决方案后的一周内解决，若该类问题涉及进口零配件，零配件的海关通关时间不计入解决问题所花的一周。3.6软件升级：在硬件支持的前提下，应用软件终生免费升级。3.7保修期过后，供货方应继续提供终生应用技术支持和维修服务，并承诺保证不短于10年的零配件供应。3.8供应商能够提供的全部技术资料，包括合同签订后提供设备的预安装要求说明书；随机提供产品使用说明书和维护说明书；随机提供完整的产品验收说明书。4购置总量为壹套5如果厂家在合同生效后提出解除合同，厂家则须承担解除合同所产生的所有费用、在解除合同后的一个月内全额退款并向用户补偿与退款相等的经费。6交货日期：合同生效后12个月内发货至天津港