当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

飞纳烟草纸张领域扫描显微镜

仪器信息网飞纳烟草纸张领域扫描显微镜专题为您提供2024年最新飞纳烟草纸张领域扫描显微镜价格报价、厂家品牌的相关信息, 包括飞纳烟草纸张领域扫描显微镜参数、型号等,不管是国产,还是进口品牌的飞纳烟草纸张领域扫描显微镜您都可以在这里找到。 除此之外,仪器信息网还免费为您整合飞纳烟草纸张领域扫描显微镜相关的耗材配件、试剂标物,还有飞纳烟草纸张领域扫描显微镜相关的最新资讯、资料,以及飞纳烟草纸张领域扫描显微镜相关的解决方案。

飞纳烟草纸张领域扫描显微镜相关的资讯

  • 飞纳台式扫描电镜 Phenom Pro 落户玉溪烟草
    飞纳台式扫描电镜在烟草行业的用户众多,例如云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南烟草科学研究院,国家烟草质量监督检验局,上海烟草集团有限责任公司等等。2016 年,飞纳台式扫描电镜落户云南省烟草公司玉溪市公司,云南省烟草公司玉溪市公司下辖绿色生态有机技术联合研究中心,该中心主要致力于研究如何使用绿色环保的方法改进烟叶的生长,其中包括使用良性细菌改善根际的微生态环境、解决养分失衡、促进作物生长等。玉溪烟草的样品主要涉及烟叶、细菌等。这些属于生物类样品,观察倍数需要在数千倍至数万倍。这个倍数区间已经超出了传统光学显微镜极限放大倍数,使用大型场发射电镜却又操作麻烦,而且有大材小用之嫌。飞纳台式扫描电镜高分辨率专业版 Phenom Pro 最高放大倍数130,000倍,完全满足观察生物样品的倍数需求,分辨率 14 nm,可以确保用户获得表面细节丰富的高质量图片。此外,用电镜观察生物样品一般都需要喷金才能获得较好的效果,这不仅增加了额外的制样步骤,而且还有可能破坏样品,丢失样品细节。飞纳台式扫描电镜自带低真空模式,显著降低荷电效应,可以不喷金观察生物样品;如果借助降低荷电效应样品杯,则可以达到更明显的降低荷电效果,获得更优秀的生物样品照片。使用飞纳 Phenom Pro 拍摄的烟叶气孔 SEM 图使用飞纳 Phenom Pro 拍摄的烟叶截面 SEM 图用户认真学习飞纳电镜的照片顺利拿到培训合格证书注意:此新闻素材云南省烟草公司玉溪市公司仅授权复纳科学仪器(上海)有限公司使用,如需转载,请注明出处。
  • 飞纳台式扫描电镜 Phenom ProX 落户上海烟草(集团)公司
    飞纳台式扫描电镜能谱版 Phenom ProX 可以实现业内样品的最快速观察。近期,上海烟草(集团)公司实验室针对新型过滤嘴香烟的研发提上日程,具有碳吸附的新型过滤嘴香烟的过滤嘴需要添加一种对人体无害的高品质碳吸附材料,而原料的检查、碳颗粒在过滤嘴内部的分布等信息,利用飞纳台式扫描电镜可以非常迅速的获得。针对杂质元素可以做进一步的分离和净化工艺,在保证香烟醇美口感的同时,把香烟对人体的伤害也降到最低。新型过滤嘴填料烟丝表面上海烟草(集团)公司于 1993 年由原上海市烟草公司所属企业改制组建,拥有一流水准的现代化卷烟工业及其烟草储运、印刷、机械、材料等配套工业,并涉足商业、物流、宾馆酒店等行业,是一个以卷烟工业为主的,多元化、集约化、现代化的大型企业。上海烟草(集团)公司卷烟生产的装备、技术达到了当今国际先进水平,并率先在全行业通过了 ISO9001:2000 质量管理体系和 ISO14001 环境管理体系认证。“中华”、“熊猫”、“红双喜”、“牡丹”和“中南海”等名优卷烟畅销市场,深受消费者青睐。近两年,公司按照国家局“深化改革,推动重组,走向联合,共同发展”的要求,先后与北京卷烟厂、天津卷烟厂实施了战略性联合重组。京津沪工业企业联合重组,不仅在产品、技术、市场等方面实现更大范围的资源配置和优势互补,进一步增强上海烟草的综合竞争实力;而且对做精做强中国烟草,实施大企业、大品牌、大市场战略具有深远的战略意义。 希望飞纳台式扫描电镜能帮助上海烟草(集团)公司在烟草科研的道路上开拓创新。 注明:此新闻素材上海烟草(集团)公司仅授权复纳科学仪器(上海)有限公司使用,如需转载,请注明出处。
  • 中国烟草总公司郑州烟草研究院计划采购荧光倒置显微镜、气相色谱-串接质谱等仪器设备
    招标编号:HNZB[2022]N0494号项目所在地区:河南省郑州市一、招标条件中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草微生物分析鉴定和筛选应用实验室建设项目配套仪器设备采购(第二批),招标人为中国烟草总公司郑州烟草研究院,招标项目资金来自自有资金,出资比例为100%。本项目已具备招标条件,现进行公开招标。二、项目概况招标范围:中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草微生物分析鉴定和筛选应用实验室建设项目配套仪器设备采购(第二批)标段划分:本项目共分8个标段。标段号序号货物名称数量(台/套)标段11自动微生物生化鉴定系统1标段21荧光倒置显微镜12真空冷冻干燥机13生物安全柜2标段31高速基因分析仪1标段41全自动核酸提取和多重荧光定量分析仪1标段51凝胶成像系统12垂直蛋白电泳转印系统1标段61全自动微生物分析仪1标段71气相色谱-串接质谱1标段81超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱超高分辨质谱联用仪1三、投标人资格要求1. 注册于中华人民共和国境内,具备增值税一般纳税人资格,具有独立承担民事责任能力的法人,具有有效的企业营业执照或事业单位法人证书。2. 标段1、2(1、2)、3、4、5、6、7、8投标人必须是投标产品的制造商或授权代理商(投标人如为代理商的,必须提供所投产品的生产商或中国区域总代理商出具的针对本次招标项目授权书和售后服务承诺书)(原件装订进投标文件正本)。说明:a.如果生产商或中国区域总代理商出具的产品授权书是英文格式的,投标人另需提供一套中文翻译版本的产品授权;b.对于从中国区域总代理获得的授权书则必须同时提供生产商对中国区域总代理商的授权书。3.财务要求:投标人提供2019、2020、2021年度财务审计报告。(如公司成立不足三年的,以成立之年起;本年度新成立的公司提供银行资信证明。)4.提供2021年1月1日以来至少三个月纳税证明材料和社会保障资金缴纳证明资料。(如依法免税或不需要缴纳社会保障资金的,应提供相应文件证明)5.招标人对进口仪器享受海关相应的免税政策。若投标人所投设备为进口设备,并根据海关免税政策可以免税的,投标人必须具备该设备的进口资质并提供证明文件,具备为招标人办理免税及清关等进出口手续的能力,报价应为人民币目的地免税价。6.信誉要求:a.投标人未被列入《信用中国》网站“异常经营名录”、“税收违法黑名单”;未被列入《中国执行信息公开网》网站“失信被执行人名单”;不处于《中国政府采购网》“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。(以代理机构于投标截止日当天在《信用中国》、《中国执行信息公开网》网站及《中国政府采购网》查询结果为准,信用记录截止时间为投标截止时间;如相关失信记录已失效,投标人需提供相关证明资料);b. 投标人提供近三年内无重大违法记录的承诺(格式自拟)及投标人、法定代表人、委托代理人均无行贿犯罪记录的承诺(格式自拟);c.投标人提供近三年来在经营活动中没有骗取中标和严重违约及重大质量问题书面承诺;d.投标人应提供通过中国裁判文书网查询的自身企业、法定代表人、授权委托人、项目负责人自2019年1月1日以来在已生效的刑事判决书或刑事裁定书中不存在行贿犯罪记录的承诺书。存在行贿犯罪记录的投标人,不得参与本次招投标活动。【查询渠道:中国裁判文书网首页—高级检索—选择刑事案由—贪污贿赂罪—行贿罪、对有影响力的人行贿罪、对单位行贿罪、单位行贿罪,文书类型—判决书及裁定书;查询时间为自公告发布之日起至投标截止时间前】;e.投标人、法定代表人、授权委托人、项目负责人应未在烟草行业或招标人发布的行贿行为投标人名单禁入期限内。行贿人担任法定代表人、主要负责人或实际控制人的其他企业均不得参与本次投标。招标人及招标代理机构将对投标人信息进行核查,对行贿投标人及行贿人存在“换马甲”“换壳”行为参与本招标项目的,将拒绝其投标。7.单位法人为同一人或者存在控股、管理关系的不同单位,不得同时参加本项目同一标段投标。8.本次招标不接受联合体投标。四、招标文件的获取1.获取时间:2022年6月15日至2022年7月1日,上午8:00时到12:00时,下午15:00时到18:00时(节假日、双休日除外)。2.招标文件售价300元/套,招标文件售后不退。3.购买招标文件时必须提供:1)营业执照复印件(加盖公章);2)如法定代表人参加投标,提供法定代表人身份证明复印件及身份证复印件,如法定代表人委托代理人参加投标,提供法定代表人身份证明复印件、法人授权委托书、被授权人身份证复印件。4.获取方式:投标人可通过现场或电子邮件方式获取招标文件。1)现场购买方式:投标人携带第3条要求的资料,至河南招标采购服务有限公司509房间(郑州市纬四路13号)现场购买。2)电子邮件方式:投标人可将招标文件款汇入以下账户,并将第3条要求的资料原件扫描件和汇款凭证发送至hnzb65993320@163.com,代理机构收到邮件并审核合格后,将招标文件电子版发送至投标人邮箱。开户名称:河南招标采购服务有限公司开户行:广发银行郑州行政区支行帐号:8898516010005452注:本账号不接收投标保证金。五、 投标文件的递交1.投标文件递交截止时间:2022年7月12日9 时30分(北京时间)2.投标文件递交方式:因受疫情影响,本次项目投标文件的递交采用两种方式,投标人可根据自身情况选择其中一种方式递交:1)现场递交:郑州高新技术产业开发区枫杨街2号索普锐丽致酒店一楼第二会议室现场递交。2)邮寄递交:投标人将密封好的投标文件邮寄至郑州市纬四路13号河南招标采购服务有限公司509房间(邮编:450003),并随寄一份投标说明,载明投标人名称、项目名称、投标标段、授权人姓名、授权人联系方式。开标时间及地点开标时间:2022年7月12日系 人:梁振逵电 话:0371-65993320
  • 日程公布!iCEM 2024之扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用专场预告
    2024年6月25-28日,仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会(对外)(www.china-em.cn)将联合主办“第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)”。会议结合目前电子显微学主要仪器技术及应用热点,邀请业界知名电子显微学专家、电子显微学仪器技术专家、电子显微学应用专家等,重点邀请近来有重要工作成果进展的优秀青年学者代表线上分享精彩报告。iCEM 2024恰逢电子显微学网络会议创立十周年,会议专场将增设“十周年”主题内容,围绕过去十年我国电子显微学重要进展、未来展望等进行分享。第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)将设置八个分会场:1) 原位/环境电子显微学与应用;2)先进电子显微学与应用;3)扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用;4)电子能量损失谱/电镜光谱分析技术;5)低温电子显微学与应用;6)生物医学电镜技术与应用;7)电镜实验操作技术及经验分享;8)电镜开放共享平台及自主保障体系建设。诚邀业界人士线上报名参会。主办单位:仪器信息网,中国电子显微镜学会(对外)参会方式:本次会议免费参会,参会报名请点击会议官网:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2024/或扫描二维码报名“扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用”专场预告(注:最终日程以会议官网为准)专场三:扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用(6月26日上午)专场主持暨召集人:王晋 浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员 报告时间报告题目演讲嘉宾8:30-9:00【十周年主题报告】:纳米分辨可视化方法在变形高温合金热制造中的应用研究王晋(浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员)9:00-9:30赛默飞双束电镜在生命科学研究的应用介绍及选型推荐程路(赛默飞世尔科技 电镜业务拓展经理)9:30-10:00钛合金双相组织变形机制的原位SEM/EBSD研究王柯(重庆大学 教授)10:00-10:30TESCAN 电镜在材料领域的最新应用李景(泰思肯(中国)有限公司 资深应用工程师)10:30-11:00新品发布:飞纳台式扫描电镜的技术突破及全新智能型离子研磨制样平台介绍张传杰(复纳科学仪器(上海)有限公司 产品、应用专家)11:00-11:30ECCI结合HR-EBSD研究增材制造金属结构材料变形机理及稳定性研究安大勇(上海交通大学 助理教授)11:30-12:00锂电池材料表界面改性与工况条件下失效机制的原位扫描电镜研究程晓鹏(北京工业大学 助理研究员)嘉宾简介及报告摘要(按分享顺序)专场主持暨召集人:王晋 浙江大学材料学院高温合金研究所 副研究员【个人简介】主要从事电子显微镜原位测试表征仪器的开发、高温合金材料微观结构与力学性能、变形断裂机理等研究,并致力于国内自主科学仪器的转化与应用。先后参与国家自然科学基金委科学仪器设备专项,科技部国家重大科学仪器设备开发专项,国家863计划重大项目,国家自然科学基金基础科学中心项目等。在国内外SCI期刊发表论文22余篇,授权国家专利20余项,完成发明专利职务科技成果转化3项。报告题目:纳米分辨可视化方法在变形高温合金热制造中的应用研究【摘要】热锻造、热处理是金属材料加工制造领域的传统基础工艺,但是由于金属材料加工工艺烦琐,精确过程控制难度大等问题,目前我国高端金属热加工工艺优化和过程精确控制的智能化基础理论与关键工艺技术研究开发显著落后。我国制造业面临严峻挑战,只有深入发展智能化设计和加工制造基础理论与关键工艺技术,并借力于自主开发新的热加工工艺设计与表征方法,才能更为高效、经济、全面的一体化研究该合金热锻造工艺-微观组织-锻造工艺性能之间关系,缩短合金性能优化研制时间,降低研发成本,提高生产合格率,解决热加工制造领域的共性难题。程路 赛默飞世尔科技 电镜业务拓展经理【个人简介】硕士毕业于北京科技大学之后进入电镜行业,曾多次前往日本、奥地利和德国学习电镜操作和电镜制样技术,从事电镜和电镜制样应用工程师工作超过15年时间,积累了丰富的电镜应用技术经验。2022年入职赛默飞生物电镜部门,现负责赛默飞双束电镜、常温透射电镜和扫描电镜在生物应用领域的售前技术支持和业务拓展。报告题目:赛默飞双束电镜在生命科学研究的应用介绍及选型推荐【摘要】双束电镜结合了聚焦离子束(FIB/PFIB)的精确样品修饰和扫描电镜(SEM)的高分辨率成像功能,广泛应用于获取生物样品的超微结构,包括拍摄常温2D图像、获取高分辨率体电子显微3D图像,和为CryoET制备Lamella等,其分析尺度范围可以从亚纳米级到毫米级。报告将从介绍多种类型的生物样品应用案例出发,结合丰富类型的赛默飞双束电镜,推荐对应的最适合型号。王柯 重庆大学 教授【个人简介】王柯,博士,重庆大学教授,博士生导师,长期从事钛合金热加工工艺与组织性能调控研究,重点关注钛合金高温变形和热处理一体化工艺设计、组织遗传性机制、组织性能关系、强韧性协同优化调控技术等。主讲课程包括:《材料力学性能》、《材料热力学与动力学》、《轻质耐高温航空结构材料:钛合金》等。主持国家自然科学基金面上/青年项目,重点研发计划项目子课题、企业横向等项目10余项,以第一/通讯作者发表学术论文 50 余篇,授权发明专利 6 项。参编《锻压手册》第四版高温合金部分。2022年获评重庆市创新创业导师。获陕西省自然科学一等奖1项。报告题目:钛合金双相组织变形机制的原位SEM/EBSD研究【摘要】对于大多数近α和α+β钛合金,滑移是主要的变形机制。本报告主要汇报内容包括:(1)α相和β相之间滑移启动的先后顺序;(2)微观组织对滑移启动和传递、以及裂纹形核的影响;(3)基于微观变形机制分析了组织对力学性能的影响机制;(4)基于组织性能关系研究,研制出一种多尺度组织,实现了钛合金强塑性协同提升。李景 泰思肯(中国)有限公司 应用工程师【个人简介】李景是TESCAN中国公司的高级应用工程师、首席应用专家,2015年毕业于北京科技大学材料科学与工程专业。她长期专注于扫描电镜在材料领域的研究,并且具有丰富的扫描电镜、FIB-SEM双束电镜及相关联用仪器(TOF-SIMS、Raman、EBL等)的操作与应用经验。李景在TESCAN公司中,不仅专注于技术研究,多年来持续参与各种学术交流和培训活动,包括但不限于客户研究项目技术支持、电镜会议分享、高级应用培训讲座等,获得客户的一致好评与感谢。报告题目:TESCAN 电镜在材料领域的最新应用【摘要】随着科研的深入及学科的交叉,常规扫描电镜系统无法满足科研工作者日益增高的分析需求。借助其它分析系统所得的数据,和电镜系统的数据往往非同时同位。TESCAN提出了All-In-One的综合解决方案,在常规的FIB-SEM系统上,增加Raman Spectrum Image以及TOF-SIMS和AFM等多种表征系统,可以极大的提升扫描电镜系统的原位综合分析能力,做到所见即所得。张传杰复纳科学仪器(上海)有限公司 产品、应用专家【个人简介】飞纳电镜应用专家,长期从事扫描电镜应用拓展,自动化开发等相关工作,相关发明专利授权4篇,参与《2021年度国家药品标准制修订研究课题 2021Y05》,参会与起草《2025 中国药典 -- 扫描电子显微镜法通则》。报告题目:新品发布:飞纳台式扫描电镜的技术突破及全新智能型离子研磨制样平台介绍【摘要】飞纳电镜焕新赋能中国科研。全新发布台式场发射扫描透射一体机—Pharos STEM,扫透模式下分辨率突破 1 nm。 发布 Maps 3 全新软件平台,支持自动化多尺度成像及拼接,关联能谱分析及拼接以及尺度和多模态关联表征功能。发布 Phase Mapping 相分布软件。并将发布TechnoorgLinda 全新智能型离子研磨制样设备!敬请期待!安大勇 上海交通大学 助理教授【个人简介】安大勇,2019年毕业于德国亚琛工业大学/德国马普钢铁所,研究方向聚焦于金属结构材料微观变形机理研究。主持NSFC青年基金、重庆市自然基金等项目10余项,作为骨干参加173项目、国家重点研发计划项目、NSFC航空发动机重点项目、GF基础科研计划项目等7项,获第九届中国科协青年人才托举计划;揭示了增材制造奥氏体不锈钢胞状结构中周期性位错偶极子是其强韧性的关键因素,发现了位错类型决定胞状结构的热稳定性。提出了热力耦合渐进成形工艺,成功制备出晶粒-位错反向梯度高性能复杂薄壁构件,研究成果以第一和通讯作者在Int J Plast、 J Mater Sci Tech、 Mater Res Lett、Mater Charact、J Mater Proc Tech等期刊发表论文10篇,应邀撰写MRS Bulletin综述1篇,发明专利受理10项;报告题目:ECCI结合HR-EBSD研究增材制造金属结构材料变形机理及稳定性研究【摘要】金属增材制造奥氏体不锈钢中常具有亚微米级的胞状结构,该结构中包含高密度位错胞、纳米析出相和元素偏析等,显著影响着材料的机械性能。研究发现,不同胞状结构中的位错的热稳定性不同。本论文利用先进表征技术,对激光粉床熔融技术打印的奥氏体不锈钢胞状结构热稳定性进行了系统性研究,并揭示影响热稳定性的内在机理。程晓鹏 北京工业大学 助理研究员【个人简介】程晓鹏,北京工业大学助理研究员,硕士生导师。2021年博士毕业于北京工业大学材料与制造学部并留校从事教学科研工作,获北京市优秀毕业生。主要从事原位电子显微学表征方法及技术开发、原子层沉积技术与应用、能源材料与先进金属材料微观结构与性能等研究。主持国家自然科学基金青年项目、北京市教委科技项目、中国博士后基金等多个项目,授权国家专利5项,目前在Nature Energy,ACS Energy Letters,Nano Letters,Corrosion Science等发表学术论文30余篇,他引2000多次,担任Journal of Energy Chemistry等多个期刊审稿人。报告题目:锂电池材料表界面改性与工况条件下失效机制的原位扫描电镜研究【摘要】原位扫描电子显微镜(in-situ SEM)拥有较大的内部腔室,可容纳更接近实际的原位电池系统,同时具有足够高的分辨率,能够在实际工作状态下表征电池材料的结构演化机制,进而提出性能优化策略。本报告将介绍利用原位扫描电镜揭示锂电池材料在工况循环过程中的微结构演变机制,以及原子层沉积技术在电池材料表界面改性中的应用研究进展。会议联系1. 会议内容仪器信息网杨编辑:15311451191,yanglz@instrument.com.cn中国电子显微镜学会(对外)汪老师:13637966635,cems_djw @163.com2. 会议赞助刘经理,15718850776,liuyw@instrument.com.cn
  • 倒置扫描微波显微镜——生物样品的应用与展望
    Siti Nur Afifa Azman , Eleonora Pavoni , Marco Farina扫描微波显微镜(SMM)在提供亚表面结构的成像和允许样品的局部定量表征方面是突出的。一种被称为反向扫描微波显微镜(iSMM)的新技术是最近开发的,旨在扩大该应用,超出当前对表面物理和半导体技术的关注。通过一个简单的金属探针,iSMM可以从现有的原子力显微镜(AFM)或扫描隧道显微镜(STM)转换而成,从而在带宽、灵敏度和动态范围方面形成传统的SMM。iSMM主要用于分析生物样品,因为它可以在液体中工作。扫描微波显微镜(SMM)[1]是扫描探针显微镜(SPM)[2]家族中的一种仪器,该家族包括众所周知的原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)。在SMM中,用作天线的探头在表面附近进行光栅扫描,在扫描过程中,记录微波信号的局部反射系数,提供关于表面和亚表面阻抗的信息。SMM的一个基本优点是它能够通过利用纳米探针和样品本身之间的近场电磁相互作用来定量表征样品的电磁特性。在一些实施方式中,矢量网络分析仪(VNA)被用作微波信号的源和检测器,通过导电探针辐射和感测微波信号。通常,SMM与一些其他SPM技术(例如AFM或STM)协同工作,提供了一种控制和保持探针和样品之间距离恒定的机制。基于SPM的SMM显微镜的使用最近在生物和生物医学领域获得了更多的关注,这是由于该技术能够测量与生理病理条件密切相关的电磁参数。然而,在极端环境(如用于保持细胞健康的生理缓冲液)中喂养SPM探针已被证明极具挑战性。作者于2019年引入的一种称为倒置SMM(iSMM)的新设置[3]克服了原始SMM与生理环境相关的大多数限制:倒置SMM的结构成本低、易于获得,并且与生理环境兼容,这也使得SMM能够应用于生物生活系统。其想法是将进料从探头移动到样品架;在iSMM中,样品保持器是一条传输线,通过该传输线测量反射和透射,而SPM探头(交流接地)仅干扰通过样品的传输线。因此,任何现有的SPM都可以创建iSMM,只需提供适当的样本保持器,当然,还可以使用软件同步传输线上的测量和SPM扫描。需要强调的是,所提出的系统是宽带的,能够实现频谱分析、时域分析和微波层析成像。到目前为止,SMM已被用于表征活的生物细胞,尽管在生理缓冲液中操作存在挑战[4,5]。除此之外,它还被用于负责细胞呼吸和能量生产的亚细胞细胞器,如线粒体[6]。iSMM已证明能够克服液体操作的局限性,这是首次在生理缓冲液中成功地对活细胞进行微波成像[3]。仪器开发几年来,研究活动一直基于一种自制的STM辅助SMM,该SMM是通过将Imtiaz[7]的系统的一些特性与Keysight[8]开发的系统混合而构建的。在这里,特别是结合了标准隧道显微镜,其反馈电路用于将探针与样品保持在给定距离,并在反射计设置中使用微波信号。然而,与Keysight仪器和其他可用设备不同,该仪器没有谐振器;因此,显微镜可以在VNA允许的整个频率范围内记录数据。具体而言,该系统利用并控制一台商用STM显微镜、NT-MDT的Solver P47和一台Agilent矢量网络分析仪PNA E8361,其带宽为67 GHz,动态范围为120 dB。例如,该技术被应用于线粒体成像[9],以评估干燥的癌细胞,并被特意处理以确定掺入的富勒烯的存在[10]。通过利用在多个相近频率下获得的图像的相关性,并使用一种权宜之计,即时域反射法[11-13],提高了系统灵敏度,这可以通过使用尖端/样本相互作用对微波信号进行“扩频”调制来理解;在频谱上传播的信息通过傅里叶逆变换在单个时间瞬间折叠来恢复。STM辅助的SMM提供了非常高质量的图像,减少了由于地形“串扰”而产生的伪影,即由于扫描期间探针电容的变化而产生的地形副本。然而,STM在处理导电性较差的样品(如生物样品)时极具挑战性,在液体中使用时更为困难。图1A)中所示的传统SMM通常是从AFM(或STM)获得的,其中微波信号被注入并由反射测量系统感测:反射信号和注入信号之间的比率,即所谓的反射系数(S11),可用于确定样品的扩展阻抗或介电常数,经过适当的校准和分析。这种单端口反射测量通常具有40-60dB的动态范围,这受到定向耦合器的限制。在图1(B)所示的iSMM配置中,导电扫描探针(AFM或STM)始终接地,微波信号通过传输线(例如共面波导、槽线)注入,以这种方式,传输线成为样品保持器。传输线的输入和输出连接到VNA,从而可以测量反射和传输信号(分别为S11和S21)[3,14,15]。这种双端口测量通常具有120−140 dB,这使得当接地探头扫描样品时更容易感测到接地探头引起的微小扰动。图1:(A)基于AFM的传统SMM和(B)倒置SMM的示意图。图2:干燥Jurkat细胞的同时(A)AFM和(B)iSMM|S11|图像。Jurkat细胞和L6细胞的iSMM表征最初,在干燥的Jurkat细胞以及干燥的和活的L6细胞上证明了iSMM[3]。图2显示了干燥Jurkat细胞的AFM和iSMM S 11图像的比较。同时,图3比较了盐水溶液中活L6细胞的AFM和iSMM S 21图像。iSMM S 11和S 21信号分别在4 GHz和3.4 GHz下滤波。干燥Jurkat细胞的iSMM S 11图像显示出与AFM相同的质量,而活L6细胞的iSMMS 21显示出由双端口SMM在液体条件下测量的透射系数形成的最佳质量。在这项工作中,透射模式测量的校准程序[16]应用于干燥L6电池的iSMM S21。图4说明了校准的效果,显示了AFM形貌图像、被样品形貌破坏的iSMM S21电容图像以及在6.2 GHz下去除了干燥L6电池的形貌效应的iSMM S 21介电常数图像。正如预期的那样,在干燥电池的外围附近出现了脊,但整个电池的介电常数为2.8±0.7。本质上,该值与电解质溶液中脂质双层的值相当[17],但低于干燥大肠杆菌的值[18]。随后,对干燥的Jurkat细胞进行了iSMM反射模式测量的定量表征[19]。图3:盐水溶液中活L6细胞的同时(A)AFM和(B)iSMM|S21|图像。图4:干燥的L6电池的(A)AFM形貌、(B)iSMM|S21|电容和(V)iSMM| S21|介电常数图像。图5:(A)AFM形貌,(B)iSMM|S11|,(C)iSMMφ11,和(D)干燥Jurkat电池的介电常数图像。图6:(A)AFM形貌,(B)iSMM|S11|,(C)iSMM| S21|,(D)时间门控iSMM|S 11|,和(E) 葡萄糖等渗溶液中相同线粒体的时间门控iSMM|S21|图像。图5显示了AFM形貌、原始iSMM S11的大小以及在4GHz下同时获得的相位。该图显示了带样品和不带样品的区域之间的良好对比,揭示了与表面和亚表面区域中不同的电特性相关的其他特性。按照已经描述的算法校准原始iSMM S11图像[20]。图5(D)显示了干燥的Jurkat电池的提取介电常数图像,其约为2.6±0.3,并且在电池上均匀。该值与传统SMM在干燥的L6细胞上获得的先前数据一致[21]。生活环境中线粒体的iSMM表征iSMM的最新工作是在完全浸入液体中的线粒体上进行的,以非接触模式操作,最大限度地减少了对样品的损伤[22]。图6(A)、图6(B)和图6(C)显示了AFM形貌图像,其中iSMM图像S11和S21在直径约为1µm的同一线粒体上同时采集。在1.6-1.8GHz的频带上对iSMM信号进行滤波和平均。显然,|S11|和|S21|图像质量相当,并且都揭示了AFM图像中不存在的细节。由于线粒体是不导电的,所以从周围的CPW电极可以很容易地看到对比。与大多数SMM不同,iSMM能够进行宽带测量。因此,它使iSMM从1.6GHz到1.8GHz测量的S11和S21信号能够通过傅里叶逆变换变换到时域。随后,可以门控掉不需要的信号,以进一步提高SNR[13,20]。最后,图6(D)和图6(E)显示了时间门控iSMM S11和S21图像,显示了更精细的细节。iSMM探针和线粒体之间的相互作用阻抗可以从S11和S21测量中获得。反过来,可以提取线粒体介电性质的局部变化,正如SMM对活细胞所做的那样[3]。总结iSMM能够对生物样本的细胞内结构进行无创和无标记成像。iSMM可以通过任何现有的扫描探针技术轻松获得,只需使用合适的样品夹,为大多数实验室提供了利用该技术的机会。Jurkat细胞、L6细胞和线粒体的iSMM图像显示出良好的灵敏度和质量,显示了AFM形貌中无法看到的细节。通过实施为传统SMM开发的校准算法,分别对干燥的Jurkat细胞和L6细胞进行透射和反射模式测量的定量表征。Jurkat细胞的介电常数被确定为约2.6±0.3,而L6细胞显示为约2.8±0.7。时域分析定性地改进了iSMM,并提供了对样品(如线粒体)的更多了解。致谢我们要感谢我们的研究小组和所有为本报告的科学结果做出贡献的人。这项工作的一部分获得了欧洲项目“纳米材料实现下一代物联网智能能源收集”(NANO-EH)(第951761号赠款协议)(FETPROACT-EIC-05-2019)的资助。我们还要感谢来自意大利SOMACIS的Francesco Bigelli博士和Paolo Scalmati博士在实现样品架原型方面的帮助。附属机构:1 Department of Information Engineering, Marche Polytechnic University, Ancona, Italy联系;Prof. Dr. Marco Farina Department of Information Engineering Marche Polytechnic University Ancona, Italy m.farina@staff.univpm.it 参考文献:https://bit.ly/IM-Farina 原载:Imaging & Microscopy 4/2022. Inverted Scanning Microwave Microscopy—— Application and Perspective on Biological Samples供稿:符 斌,北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司
  • 《三体》中的“纳米飞刃”真实存在吗?扫描电子显微镜给你答案
    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。
  • 飞纳推出世界首款车载可移动扫描电子显微镜
    飞纳扫描电镜自2006年问世以来,一直不断技术创新,从用户的角度研发出一系列新的产品,2014年隆重推出世界首款车载可移动的扫描电镜,突破了传统电镜安置在固定场所、怕震动等局限性,为科学研究、生产制造带来全新的用户体验。 完全集成扫描电子显微镜(SEM)和EDX分析一体机能够对任意地方的样品进行快速和准确的调查和分析。通过车载可移动的扫描电镜,飞纳能够随时随地的为用户进行现场直观的演示,飞纳12S抽真空、30S快速成像、简单方便的操作界面能够为用户优化操作时间,及时获取样品信息,提高工作效率。 放眼过去,从飞纳电镜在荷兰诞生到2014年,全球销售总量已经突破2600台。在中国,安装并使用飞纳电镜的用户已经超过300位,并且还在高速增加,公司已经在中国取得了辉煌的成绩。未来,飞纳电镜将依托市场平台优势,整合全方位资源,进一步扩展项目、提高品质,开拓更广阔的市场!
  • 中科院分子植物卓越中心蔡文娟博士:激光扫描共聚焦显微镜使用和管理心得分享
    生命科学基础研究与人类健康和社会经济发展密切相关,在科学和经济社会领域中的重要性日渐增强。Science 曾发布125 个挑战全球科学界的重要基础问题,其中涉及生命科学的问题约占 54%。生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助,今年,仪器信息网特别策划话题:“生命科学技术平台经验分享”,邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验,方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展、学习仪器使用方法。 本篇为中国科学院分子植物科学卓越创新中心细胞结构分析技术平台主管蔡文娟撰写,蔡老师根据多年工作经验,详细介绍了激光扫描共聚焦的发展、系统组成和应用,并分享了工作中仪器使用的心得体会。以下为供稿内容:1957年, Malwin Minsky博士在其博后阶段首次阐明了激光扫描共聚焦显微镜技术的基本工作原理,但由于当时没有足够强度的照明光源,工作一直停留在理论阶段。20世纪60年代,伴随着激光器技术的发展,激光扫描共聚焦技术开始进一步发展,直到80年代中期才基本成熟,有了成熟的商业化产品(Bio-Rad)。由于该系统所用光源为激光,成像方式为逐点扫描成像,因此又被称为“laser scanning confocal microscope”, 简称为LSCM。激光扫描共聚焦仪器发展至今,已经不再是简单的光学显微镜 ,而是整合了光学显微镜 、激光、检测器、工作站和图像处理软件的复合型显微成像系统。1987年,White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦显微镜时代的到来”一文,标志着LSCM已成为进行科学研究的重要工具。作为细胞生物学研究的必备工具,激光扫描共聚焦显微镜堪称各个成像平台的“扛把子”,其对各种标本和荧光标记方法具备很强的普适性,即使在各种高端显微成像技术飞速发展的当下,也依然占据着极高的使用率。中国科学院分子植物科学卓越创新中心所级中心细胞结构分析技术平台成立于2010年,经过10余年的发展,拥有多种细胞成像设备,包括激光扫描共聚焦(7台)、转盘共聚焦和SIM超高分辨等高端显微系统(http://cfc.cemps.ac.cn/xibao.php),为中心内部及周边科研院所和企业提供专业的显微成像服务,最大程度地满足中心及周边的成像需求。一、 激光扫描共聚焦显微镜的组成和应用激光扫描共聚焦显微镜(以下简称为LSCM)的灵魂部件是针孔(pinhole),针孔与物镜的焦平面共轭,因此被称为“共(共轭)聚焦”。由于共轭针孔的存在,只有标本焦平面的荧光信号才会透过针孔被检测器捕捉,而非焦平面的信息被阻挡在针孔之外,形成类似光学CT的效果。配合针孔成像, LSCM硬件部分通常包括光学显微镜、激光器、扫描振镜、检测器和图像工作站组成,每一个重要部件均可根据实验需求选择合适的配置,以下将结合分子植物卓越中心细胞平台的实际需求,逐一进行简要介绍。1、光学显微镜 LSCM可以搭建在正置或倒置荧光显微镜上。生命科学研究中,倒置显微镜使用更为广泛,适合组织切片、贴壁细胞等相对较薄的标本。样品固定在载玻片上,可以方便地倒置观察。在植物研究领域,倒置显微镜也经常用于观察拟南芥根/叶片、烟草叶片、原生质体等标本,这类标本的特点是相对较薄,制片简单,可以通过简单压片的方式,利用水或其他压片溶剂在载玻片盖玻片之间形成的吸附力,将标本固定住,从而可以倒置观察。但也存在部分无法使用倒置观察的应用场景,如茎尖分生组织、较厚的作物叶片或根等,由于标本过于厚重,倒置观察时容易掉落,不方便固定,或者由于压片会导致表面形态发生变化或组织破裂,从而影响定位观察。针对这类应用,正置显微镜就显得尤为重要,尤其是搭配合适的浸入式水镜,可以帮助这类厚标本实现清楚方便的显微成像。作为光学显微平台,需要考虑到研究所各个课题组之间的应用差异,保证正置与倒置的合理配备,设备组合可最大程度地满足各类研究需要。2、激光器 为了激发出足够的荧光信号,LSCM采用激光作为照明光源。根据标记和成像需求,一般LSCM至少配置4个波段的激光器,包括405/488/561/633nm等,涵盖了整个可见光波段的激发需求,能满足大多数荧光染料和蛋白的成像。在此基础上,研究组经常涉及荧光共振能量转移(FRET)相关实验,需要对CFP和YFP等分子对进行特异性激发,这种情况下,必须选择配置有458和514nm激光器的LSCM系统。红色荧光蛋白中,mCherry以单体形式存在,不易出现由荧光蛋白多聚化带来的artifact定位现象,因此现在很多研究组选择mCherry荧光蛋白标记,543nm和561nm等波长都能够激发mCherry蛋白,但如果希望得到更为明亮和特异的红色荧光信号,最好选择含594nm激发波长的系统。除了固定波段的激光器,还可选择搭配脉冲式白色激光器,自由选择所需激发波段。由于白色激光器在激发波段方面调节的灵活性,以及其特有的脉冲式而非连续激发,可以配合检测器做基于门控技术的荧光寿命成像,有助于过滤部分自发荧光信号,或者得到荧光寿命信息。分子植物卓越中心细胞平台(辰山园区)就配备了该系统,配合脉冲式白激光和高灵敏度检测器,可以进行FLIM-FRET实验,在荧光强度成像的基础上,增加荧光寿命维度的检测。3、扫描振镜 扫描振镜一般由x和y两个方向的振镜组成,通过高速振动控制激光在成像视场内逐点扫描,“点动成线,线动成面”,形成一个完整的2D图片。根据振动速度的区别,在LSCM中一般分为检流式振镜(galvanometer)和共振振镜(resonant)。检流式振镜是应用最多的扫描振镜,单个像素点上停留时间在微秒层级,可激发出更多的荧光信号,保证图像信噪比。常规拍摄荧光2D/3D图像和非毫秒级变化的time-series,检流式振镜一般都可以满足需求。共振振镜的振动频率相比检流式有显著提高, 能实现万赫兹,512X512分辨率的图像采集频率可达到30fps。如果涉及到钙波捕捉、相分离小体快速融合/FRAP实验、囊泡运动等快速变化,使用该振镜更容易检测完整的运动变化。细胞平台2015年后购买的系统,多为混合式振镜(含有两种振镜),在实际实验中,会根据需求选择合适的振镜使用。但必须注意的是,由于共振振镜速度很快,牺牲了每个像素点上的激发时间,图像的信噪比下降严重,一般需结合合适的图像处理,才可以得到相对清晰的共聚焦图片。近三年植物领域由于相分离和钙信号相关研究逐渐增多,对扫描成像速度的要求也日渐提高,共振振镜的存在可以很好地补充检流式振镜的不足,两种振镜同时存在,可兼顾成像分辨率和时间分辨率,更好地满足不同研究方向的需求。4、检测器 配合振镜的点扫描方式,光电倍增管(PMT)和雪崩式光电二极管(HyD)均可用于激光扫描共聚焦系统的荧光检测,实现光电子信号的倍增放大。除了常规的PMT(一般以多碱作为光阴极感光材料),细胞平台每套LSCM系统上也会配置高灵敏度的GaAsP检测器(镓砷磷为感光材料的PMT)或HyD检测器,目的是提高检测灵敏度,提升弱信号的捕捉能力。对于较明亮的荧光信号,常规PMT即可满足需求;碰到相对较弱的信号,建议使用高灵敏度的GaAsP或HyD检测器,以获得信噪比更高的图片。但实际使用中,高灵敏度检测器并非万能,如果荧光发射在近红区域(Cy5.5和Cy7等),常规PMT的检测效率会相对更高,这是因为不同的感光材料对各个光谱波段的响应效率不一样。作为细胞成像平台,需要保证各类型检测器的存在,根据荧光染料的强度和特性,给出专业的建议和设置,能够更好地保证成像效率。5、图像工作站 激光扫描共聚焦系统需要整合多种硬件协同工作,因此对图像工作站和操作软件都提出了较高的要求。操作软件和工作站必须能稳定运行,精准控制各电动部件,流畅采集显微图片,针对3D/time series等较大的图像数据,能够保证后期图像处理速度。一般来说,成熟的商业化共聚焦系统在硬件控制上都可以做到稳定流畅,但对于后期的图像处理,则需要根据平台常见的数据做合理配置。反卷积处理,3D重构和AI分析等图像数据处理都对图形处理显卡有一定的要求,因此我们平台一般都会选择配备有GPU的工作站,以满足越来越高的分析需求。同时,在实际使用中,尽量避免在采集电脑上使用USB等移动存储设备,以最大可能杜绝电脑病毒的存在引起整机系统故障。二、 激光扫描共聚焦系统管理心得和未来可提升空间细胞平台成像设备类型多样化,各有特点,作为其中的“扛把子”成员,激光扫描共聚焦系统使用频率极高,受众很广,应用方向也更为多样化。作为平台管理人员,如何管理统筹多台LSCM系统的使用,使其更好地服务于科研工作,也是常思常修的一门功课。现将日常管理心得和提升空间分享如下:1、激光扫描共聚焦系统的日常维护必不可少,尤其是物镜的清洁和光路的校准。每位用户根据观察标本的不同,会选择空气镜/水镜/油镜等不同介质类型的物镜,很容易存在交叉污染,导致物镜使用不当。在培训用户遵守使用章程的同时,平台工作人员必须保证2-3天检查一次常用物镜的清洁程度。光路校准方面,建议根据仪器使用状况每半年或一年检查一次光路状态,保证光路的准直。如果共聚焦光路上搭载了超高分辨系统,使用中尤其需要注意光路状态,以确保使用效率。2、激光扫描共聚焦系统的基础操作培训是重中之重。平台工作人员要精通已有设备的软件使用和参数调节,组织小范围培训,每次上机培训不超过5人,确保培训效果。培训必须结合考核进行,第一次上机实验须保证培训老师陪同,以了解用户的实验和使用薄弱点,巩固培训效果。3、预约体系和微信用户群的合理使用。目前中科院仪器平台有统一的预约体系,可以在网预约所需仪器机时。但作为使用频率极高的激光扫描共聚焦系统,经常面临僧多粥少难以预约的状况。我们针对高频使用的LSCM建立了仪器专用微信用户群,培训考核通过后即可入群。用户在使用结束或临时取消后会在微信群内公告,便于后续用户及有需求的用户及时知晓,提升使用效率。同时,该仪器如有任何不合理使用和故障,管理人员也可在群内及时公告,方便用户调整实验。4、拓宽平台设备的应用边界,提升管理人员的技术能力。作为平台管理人员,需要密切关注生命科学领域的研究进展,尽可能从应用角度提前布局所需的成像设备,做到有备无患,不断拓展应用边界。另外,必须时刻关注显微成像的技术前沿,结合用户的实验特性和科研目的,立足已有的设备进行必要的改造和改进,提升自身的技术能力。5、国产化成像设备的落地展望。2019年已有相关国产化LSCM设备搭建成功的报道(苏州医工所),2021年也有商业化SIM超高分辨显微镜的落地(北京大学),今年再传出国产超分辨显微成像设备商业交付的消息(中科院生物物理所),这表明国产化设备正在显微成像赛道不断发力,相信其能够更好地结合国内科研用户的应用需求,不断突破瓶颈,落地于细胞平台,提升平台的技术实力。作者简介: 蔡文娟 博士,高级工程师,中国科学院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所)细胞结构分析技术平台主管。2012年中国科学院上海生科院植生所获博士学位,2012-2017年中科院上海生科院植生所担任助理研究员, 2017-2020在奥林巴斯中国有限公司担任应用工程师,2020年12月加入中科院分子植物科学卓越创新中心,担任细胞结构分析技术平台主管,主要负责所级中心细胞结构分析技术平台的管理维护和运行,承担院级功能开发研制项目,承担和参与多项国自然基金等。
  • 飞纳台式扫描电镜在制药领域中的应用
    漳州卫生职业学院主要研究中药新制剂与新技术,使中药制剂的生产工艺更合理,质量更符合各项规定,毒副反应小且疗效突出,以最大限度地发挥药物疗效为目的。同时,也使中药制剂便于生产、运输、携带、贮藏、服用和治愈病患,并获得良好社会效益和经济效益。 在中药制剂生产过程中,为了充分地发挥其药效和达到治愈效果,会添加一些辅料,这些辅料在中药表面的含量和分布状态会直接影响到中药制剂的药效。 普通光学显微镜很难观察到辅料在中药表面的形态,因此需要借助扫描电镜进行观察,而普通电镜只能对导电样品观察,不导电样品需要喷金处理后才能观察,进而会影响该样品的下一步测试。 飞纳台式扫描电镜独特的真空设计,可以对不导电样品直接观测,即使对植物中药,无需喷金也能直接观察。辅料和中药的组成元素有很大差别,因此产生的背散射电子信号强度也不一样,用背散射探头能够轻松地观察辅料在中药表面的分布。 利用飞纳电镜颗粒系统拓展软件,可以对辅料的颗粒大小进行统计和分析,根据分析结果改善相应的生产加工工艺。 电镜只能对样品微区进行分析,而中药往往都是比较大的块体,所以,用户手动操作电镜对整块中药表面的辅料分布情况进行观察,往往需要耗费大量的时间和精力。飞纳电镜自动马达样品台结合自动拼合软件能够很好的解决该问题,只需操作人员选择观测区域,采集图片和拼图的任务由仪器和软件完成,不仅高效而且智能。中药在扫描电镜中的二次电子图像中药在扫描电镜下的背散射图像观察块儿状中药时的软件操作界面用户认真学习飞纳电镜的操作
  • 牛津仪器携扫描电容显微镜(SCM)亮相SEMICON CHINA 2021
    仪器信息网讯 自1988年首次在上海举办以来,SEMICON CHINA 已成为中国首要的半导体行业盛事之一,它囊括当今世界上半导体制造领域主要的设备和材料厂商,也见证了中国半导体制造业的快速成长。 2021 年3月17日,SEMICON CHINA 2021在上海新国际博览中心隆重召开。牛津仪器也携其半导体解决方案亮相SEMICON CHINA 2021。牛津仪器展台牛津仪器1959年创建于英国牛津,是英国伦敦证交所的上市公司,生产分析仪器、半导体设备、超导磁体、超低温设备等高技术产品。在五十多年的发展过程中,牛津仪器公司凭借自身的科研优势,凭借出色的技术管理和产品服务为全球的科技发展做出了贡献。牛津仪器现已成为科学仪器领域的跨国集团公司,生产基地、销售和服务网络,客户遍及一百多个国家和地区。在此次牛津仪器参展的产品中,牛津仪器展示了全新推出的高频扫描电容显微镜(SCM)和大样品台原子力显微镜Jupiter XR,该款仪器是专门为半导体行业和分析测试平台设计的最新一代快速扫描原子力显微镜。对已知掺杂浓度阶梯状样品,全新一代高频扫描电容显微镜(SCM)分辨掺杂类型和提供线性的电容信号响应据了解,在扫描电容显微镜(SCM)诞生之前,研究人员、半导体芯片制造商和失效分析工程师对掺杂水平、掩模和注入物对齐以及由于这些误差导致的器件失效等细微变化和误差视而不见。SCM的发明让工程师能够在亚微米尺度上探测器件,相比于上一代设计,牛津仪器全新的高频SCM设计可以在器件制造和故障分析中发现问题所在。SCM的核心是一种纳米级的电学AFM成像技术。它利用微波射频信号探测样品的局部电学性能,测量自由载流子浓度和类型。SCM可以直接检测电容变化,分辨率可达1 aF。由于采用了测反射信号(S11)的振幅和相位变化的方法,其相比于传统的SCM只能测定相对值来说,牛津仪器全新推出的高频SCM可以直接测量电容真实值。其更高的灵敏度也允许探测金属和绝缘体,以及传统半导体器件以外的非线性材料——包括那些不形成自然氧化物层的材料。Jupiter XR原子力显微镜全新一代的高频SCM可以在牛津仪器的原子力显微镜Jupiter XR AFM 平台上实现自动化智能扫描,一键成像。Jupiter XR原子力显微镜与大多数原子力显微镜相比,同等成像质量下扫描速度快数十倍,同时其高度自动化的操作让检测效率大大提高,高精度分辨率可达分子级别,并且在粗糙度测量方面实现了皮米级的分辨率和超过1000次连续扫描粗糙度差别小于1%的高重复性,可以用于半导体工厂生产中的宽禁带半导体材料测试、外延生产、半导体失效分析、平台质检QC、QA、FA等领域。Ultim Extreme EDS此外,牛津仪器还展示了一款EDS能谱仪。Ultim® Extreme 是Ultim Max系列中的一款无窗能谱,晶体面积100mm2,经优化设计来尽可能提高灵敏度和空间分辨率。它采用跑道型结构设计,优化高分辨率场发射扫描电镜在低加速电压和短工作距离下工作时的成像和EDS性能,使用Ultim Extreme,EDS的空间分辨率接近扫描电镜的分辨率。
  • NASA资助研发在火星使用的微型化变压扫描电子显微镜
    微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目,同时希望它能用于国际空间站和月球上  据国外媒体报道,探索火星的一个最重要的目标就是从火星表面带回样本,尤其是那些可以用来检测火星上是否有生命的样本。这样的任务往往耗资巨大,而且在样本送返地球的时候可能被污染。因此,一个选择是在送返地球之前,就地对样本进行分析。火星科学实验室与其他火星车已经在火星上利用大量设备对多种样本的化学成分进行评估分析。然而,只有少数技术能够确定火星上是否存在生命。在地球上,科学家们用来检测生命或生物材料的设备是大气扫描电子显微镜(ASEM)或环境扫描电子显微镜(ESEM)。  ESEM能够显示出比10纳米还小的物体,并且能够辨别样本的组成成分。最近,一个科研团队试图将ESEM微型化,使其能够适用于火星上的就地检测任务。微型化变压扫描电子显微镜(MVP-SEM)是由NASA资助的项目,同时希望它能用于国际空间站和月球上。下一个目标是制造一个类似ESEM的设备,帮助科学家们研究火星地质,寻找火星表面的微生物。该项目首席调查员Jessica Gaskin表示,若火星车或着陆器具有了这项功能,我们不仅能选择更好的样本送回地球,更重要的是,还能拍摄高清图像,在火星上就地研究,不需要冒着被污染的危险送回地球研究。  各种各样的扫描电子显微镜在诸多领域都有所使用。NASA资助研究的这款设备将用来研究地质材料,保持材料的完整性。因为整个过程并不会损坏样本,事后还能用其他设备进行研究,这样能对样本有更全面的认知了解。这个设备将具有高清成像功能,能量色散谱仪(EDS),或者是化学探测器,用以判定化学成分。这些扫描电子显微镜能够分析多种物质,并且不需要做准备工作,这大大简化了工作过程。  Gaskin表示,这项技术的关键部分就是将使用火星的大气作为成像大气。这样我们能观测到火星环境中最原始的样本。天体生物学界饱受诟病的一点就是总是寻找能够在水中大量繁衍的碳基生命。而扩大搜索范围的策略则是在某个区域内寻找某种无法用物理学或化学简单解释的失调现象。例如,如果在某个特定环境中发现了大量硅,那里便可能存在生命。光谱仪能够探测出环境中的失调现象。  MVP-SEM项目科学家Jennifer Edmunson表示,该设备还能拍摄高清图像,用以判别生命信号。例如,寻找微生物中的蛋白质,比如能在沸水中大量存在的耐超高温热棒菌。设备研发的一个目的就是希望它能够区别相似的化合物,例如草酸钙和碳酸钙。地球上能够在极端环境中生存的微生物有时会作为能在火星冰冷、盐度高的水中生存的微生物的理论模型。而且,如果某种生命形式暴露在样本表面,我们的设备就能拍摄下来,以供日后研究。  MVP-SEM将使用二次电子探测器来研究微小的表面特征,以及背散射电子探测器来检测样本本质和成分。EDS探测器也将用来研究样本的化学成分。目前,研究团队正在确定最佳探测条件,在此之后,研究出的原型将在喷气推进实验室中模拟火星环境的实验室中进行测试。太阳系观测进展(PICASSO)项目结束后,该图案度低计划通过NASA太阳系探索仪器成熟计划(MatISSE)继续改进设备。
  • 第十一届扫描隧道显微学学术会议举办
    仪器信息网讯 2010年11月3日-5日,由中国科学院武汉物理与数学研究所承办的第十一届扫描隧道显微学学术会议在武汉举行。130余名来自全国高等院校、科研机构、企业的从事扫描探针显微学的专家学者参加了此次会议。仪器信息网作为独家支持媒体也应邀参会。 会议现场   扫描隧道显微学学术会议是由白春礼院士发起的全国性会议,每两年一届。会议开幕式由中国科学院武汉物理与数学研究所曹更玉研究员主持,中国科学院武汉物理与数学研究所党委书记詹明生研究员致开幕词。   中国科学院武汉物理与数学研究所 曹更玉研究员   中国科学院武汉物理与数学研究所党委书记 詹明生研究员   本次会议内容主要包括:扫描隧道显微学(STM)与物理、扫描隧道显微学与化学和材料科学、扫描探针显微学(SPM)在生命科学中的应用、扫描探针显微学技术进展。会议展示了最近两年来我国高校与科学研究机构在扫描探针显微术及其应用领域所取得的研究成果。   扫描隧道显微学与物理学   报告人:中国科技大学 杨金龙教授   报告题目:Theoretical studies of inelastic electron tunneling phenomena in STM   杨金龙教授介绍了课题组近几年在STM非弹性扫描隧道谱方面的理论研究工作:1. 非弹性电子在扫描隧道显微镜的应用中产生的许多现象;2.在常规的程序包中增加程序,并用于理论非弹性隧道谱和模拟实验的比较;3.研究非弹性电子在扫描隧道显微镜实验中所产生的表面分子化学运动,如旋转、激发、断键等;4.非弹性电子引起的 “分子开关”效应。   报告人:合肥微尺度物质科学国家实验室 董振超教授   报告题目:STM诱导的分子光电新现象   董振超教授指出扫描隧道显微镜不仅可以用来观察和操纵纳米世界的单个原子和分子,而且其高度局域化的隧穿电流可以激发隧道结发光,他介绍了自己如何通过分子光子态调控来实现分子隧道结的新光电效应。   报告人:中国科学院物理研究所 肖文德研究员   报告题目:Ru(0001)上外延生长单层石墨烯的电子结构和振动模式的STM研究   肖文德研究员介绍说虽然光电子能谱、拉曼光谱、红外光谱等技术可对石墨烯的电子和声子特性进行研究,但是这些技术通常获得的是样品表面较大范围的平均信息。而石墨烯通常都呈现一定的起伏和皱,应用高分辨扫描隧道显微镜的扫描隧道谱和非弹性隧道谱法,实现了对Ru(0001)上外延生长单层石墨烯不同区域的电子结构和振动模式的研究。   此外,来自合肥微尺度物质科学国家实验室的张汇博士介绍了利用扫描隧道显微镜研究Si(111)表面In原子链上的一种孤子,并利用第一性原理的计算得到了这种孤子的精确结构。大连理工大学吴永宽博士利用原子力显微镜对室温沉积的Ge2Sb2Te5薄膜进行实位温控成像研究。上海交通大学分析测试中心的邹志强研究员利用超高真空STM对Mn及其硅化物薄膜在Si(111)衬底上的固相外延和反应外延生长进行了详细研究。   扫描隧道显微学与化学和材料科学   报告人:华南理工大学材料科学与工程学院 邓文礼教授   报告题目:设计合成有机分子的纳米构筑和仿生纳米制造探索   邓文礼教授设计合成了1,3,5-苯三氧十三酸乙酯等化合物分子,并了在大气环境条件下,利用扫描隧道显微镜分别研究了合成化合物分子在固态表面的吸附和自组装行为。   此外,邓文礼教授重点介绍了对于爬山虎吸盘粘附作用的研究,通过探究其表面结构、所含的天然成分、生长过程等实现纳米仿生粘附材料的研制,并期望可以在航空航天、医学、建筑等领域发挥作用。邓文礼教授研究小组是目前国内唯一的从事相关研究的课题组。 报告人:中国科学院武汉物理与数学研究所 于迎辉副研究员   报告题目:Cu-Al(111)合金及其表面氧化铝薄膜的物性研究   于迎辉研究员通过在Cu(111)中引入杂志Al形成α相的Cu-Al合金,进而在合金表面生长有序的氧化铝薄膜做为脱偶层。利用俄歇电子能谱表征Cu-Al合金表面的Al含量、低能电子衍射和低温扫描隧道显微镜检测Cu-Al(111)合金表面原子结构及电子分布。   扫描探针显微学在生命科学中的应用   报告人:吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室 张文科教授   报告题目:AFM在核酸-蛋白质相互作用研究中的应用   张文科教授利用原子力显微镜(AFM)成像原位观测核酸与蛋白质之间的相互作用,研究了双螺旋DNA的AFM单分子力学指纹谱,并利用该力学指纹谱研究DNA结合蛋白与DNA的相互作用、外力诱导下DNA构象转变的本质。最后,张文科教授以烟草花叶病毒为例,探索了单分子力谱在研究复杂体系中核酸-蛋白质相互作用中的应用。   报告人:暨南大学 蔡继业教授   报告题目:扫描探针显微学结合量子点标记研究细胞表面分子   蔡继业教授介绍说单分子探测是目前的一个研究热点,但大部分集中在材料和化学研究中,对于细胞中单分子的研究比较少。扫描探针显微镜克服了共聚焦显微镜、扫描电镜在细胞研究中的缺点,量子点标记解决了荧光漂白的缺点。将扫描探针与量子点标记相结合实现了特异性识别细胞表面的抗原和抗体,并探测它们之间的相互作用力。   对于扫描探针显微学在生命科学中的应用,东南大学曹黎黎博士介绍了利用AFM研究小分子药物作用于环状双链DNA分子所引起的DNA结构和构象的变化。武汉大学林毅副教授提出一种基于轻敲模式原子力显微术成像原理的在成像同时测量压缩弹性模量通用方法,并应用于单根双链DNA径向压缩弹性模量的测量。东南大学巴龙教授设计了原子力探针的磁力驱动线圈,用于研究聚电解质多层微囊的动态力学性质及其与结构的关系。   扫描探针显微学技术进展   报告人:北京航空航天大学 钱建强教授   报告题目:原子力显微镜自激振调频检测成像模式的研究   钱建强教授介绍了自行研制的基于自激励振荡音叉探针的调频成像模式原子力显微镜。采用石英音叉探针作为力检测敏感原件,通过对其驱动电极施加正反馈,在自激振荡控制下使其在谐振频率下工作。由于不使用外部的探针振荡检测器和外部的探针激振器,系统结构简单并且易于操作。通过实验表明仪器能够满足频率调制模式成像要求。   此外,将具有高空间分辨率的STM与化学分析能力较强的拉曼光谱结合是一种新型的表征手段。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所钟海舰博士采用自主研发的基于扫描探针显微镜和拉曼光谱仪的扫描近场光电探针测试系统,研究了化学气相沉积方法生长的石墨烯,可在获得样品表面形貌的同时,进行样品原位的局域电学性质研究和光谱测试。中国科学技术大学张瑞博士介绍了实验室组建的结合STM的具有超高真空、低温环境的TERS(针尖增强拉曼光谱)实验设备,利用该设备实现了Au(111)上分子薄膜、单个分子的TERS检测,并在Au(111)台阶处几个分子上得到了约4nm的TERS空间分辨率。   会议同期还设置了论文墙报展及小型仪器展览会。布鲁克、安捷伦、天美科技、岛津、SPECS、NT-MDT、汇德信科技等仪器厂商和仪器代理商参加了展会。 论文墙报展    本届大会还评选了“青年科技奖”,用于表彰在扫描探针显微镜研究领域取得突出成就的青年学子,中国科学技术大学张汇博士、暨南大学李盛璞同学获此殊荣。中国科学院物理研究所徐文炎博士、厦门大学李纪军博士获得了本届大会的“优秀墙报奖”。据了解,第十二届扫描隧道显微学学术会议初步确定将由陕西师范大学承办。 颁奖现场 参会人员合影
  • 技术线上论坛| 6月29日《可随身携带的AFM,一个针尖进行上千次扫描!便携式原子力显微镜在各领域的应用》
    [报告简介] 在环境检测,工业质检,地质勘探等领域,通常会需要对样品进行随时随地的表面形貌测量。而在诸多表面形貌成像设备中,来自加拿大ICSPI公司的nGauge便携式原子力显微镜因其突出的便携性和易用性,成为能够满足上述要求的一种的解决方案。与传统的表面成像设备相比,nGauge原子力显微镜的设备具有方便携带(设备尺寸仅有手掌大小)、分辨率高(高可达1 nm)、探针更换简单,操作过程方便,无需后续维护等优势,能对样品随时随地地进行纳米高速表面成像。在本报告中,将重点介绍nGauge便携式原子力显微镜,并结合来自国内外科研院所和工业用户的实际使用情况,探讨nGauge便携式原子力显微镜在各领域的应用。nGauge便携式芯片原子力显微镜(AFM)实物图。左图为使用状态,右图为收纳状态。[直播入口] 请扫描下方二维码进入直播预约界面,无需注册!扫码即刻预约,无需注册![报告时间]开始 2022年06月29日 14:00结束 2022年06月29日 14:30[主讲人介绍]喻博闻 博士喻博闻博士,毕业于澳大利亚昆士兰大学机械与矿业学院,博士期间研究方向为微纳机电器件中的界面问题,以及微纳尺度操纵和加工技术。于2021年4月加入Quantum Design中国子公司表面光谱部门,负责微纳加工相关产品在的应用开发、技术支持及市场拓展工作。nGauge便携式原子力显微镜(AFM)特点:更小巧,更便携拥有的AFM微纳机电芯片,使得nGauge原子力显微镜(AFM)系统仅有公文包大小,可随身携带。 更简单,更易用只需点击鼠标三次即可获得样品表面纳米形貌信息,无需配置减震平台。 更高性价比扫描速度快,可扫描大尺寸样品。一个针可以进行上千次扫描,无需繁琐的更换针操作和其他后期维护工作。 部分应用案例:材料 - 钢铁抛光样品表面检测光学显微镜图像nGauge AFM三维成像生物 - 皮肤样本光学显微镜图像nGauge AFM三维成像器件 - 微纳光学器件检测SEM图像nGauge AFM三维成像光电子器件检测SEM图像nGauge AFM三维成像部分文章列表:[1]. Zhao, P., et al., Multiple antibiotics distribution in drinking water and their co-adsorption behaviors by different size fractions of natural particles. Science of The Total Environment, 2021. 775: p. 145846.[2]. Guo, P., et al., Vanadium dioxide phase change thin films produced by thermal oxidation of metallic vanadium. Thin Solid Films, 2020. 707: p. 138117.[3]. Connolly, L.G., et al., A tip-based metrology framework for real-time process feedback of roll-to-roll fabricated nanopatterned structures. Precision Engineering, 2019. 57: p. 137-148.[4]. O' Neill, C., et al., Effect of tooth brushing on gloss retention and surface roughness of five bulk‐fill resin composites. Journal of Esthetic and Restorative Dentistry, 2018. 30(1): p. 59-69. 部分已有用户:
  • 飞纳台式扫描电镜成功开辟计量检测新领域
    上周,飞纳台式扫描电镜成功中标国家计量院,这标志着飞纳电镜成功开辟了继高校科研领域、企业领域、公安刑侦领域之外的计量检测新领域。飞纳台式扫描电镜继续领跑台式扫描电镜市场,飞纳电镜系列产品来自欧洲四大高科技聚居地之一——荷兰的的埃因霍温,飞纳电镜的工厂 Phenom-World 就设在这里。Phenom-World 从一开始就专注于台式扫描电镜的研发制造,2015 年,PW 推出第 4 代产品,分辨率达到 14 纳米,放大倍率 13 万倍,并推出了飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL, 不仅延续了飞纳台式扫描电镜系列产品简单高效的操作方式,在此基础上,实现了更大的样品仓,样品仓尺寸高达 100mm x 100mm x 65mm,一次可放进大量样品,进一步提高测样效率,同时也能实现直接观测大尺寸样品,减少样品的前处理,减少对样品的破坏。2016 年 ,Phenom-World 推出第 5 代产品,分辨率达到 10 nm。荷兰飞纳 Phenom 台式电镜,源自飞利浦技术,适合课题组和工业科技。国家计量院隶属国家质量监督检验检疫总局,是国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构,是国际计量科学中的前沿,在国家经济建设、社会发展和科技进步中发挥了重要的支撑作用。这标志着飞纳电镜成为为计量科技新领域保驾护航的重要性工具。飞纳电镜成像快速,维护周期长,性能稳定,其独有的 Ceb6 灯丝寿命至少为 1500 小时,2~3 年不用更换灯丝。Ceb6 灯丝信号充足,可采用低加速电压成像,样品表面细节更丰富。飞纳电镜具有强大的拓展功能软件:1、超大视野图像拼合软件该软件可自动在指定的区域进行扫描,将所得图像拼合成一副全景图像加以保存,以便观察。2、孔径统计分析测量系统孔径统计分析测量系统可以搜集孔的分布数据,全自动地对孔径、形状、尺寸、数量和分布进行分析,使孔洞的可视化分析更加简单。3、颗粒统计分析测量系统飞纳台式扫描电镜的颗粒统计分析测量系统,用于实现颗粒可视化分析,可对颗粒进行形貌及特征参数的分析。此外,飞纳台式扫描电镜还具有纤维统计分析测量系统,3D 粗糙度重建功能,远程联网检测功能。飞纳电镜强大的功能软件、内置高精度自动马达样品台、光学与低倍电子双重导航、适于不同领域的样品杯、专业的防震技术和设备的准确性与稳定性都是客户重点考虑的因素。正是由于飞纳台式扫描电镜的优良的性能,使得飞纳台式扫描电镜在国家计量院成功中标,脱颖而出。飞纳电镜衷心的祝愿国家计量院的计量事业取得更大的突破。
  • “扫描探针显微镜漂移测量方法”国际标准发布
    日前,由中国科学技术大学工程科学学院黄文浩教授主持制订的国际标准“扫描探针显微镜漂移测量方法(ISO11039:2012)”已由国际标准化组织正式发布。   自20世纪80年代扫描探针显微镜(Scanning-probe microscopy,SPM)发明以来,由于其具有原子量级的分辨能力,极大地促进了纳米科学技术的发展,并已逐步形成了一种高新技术产业。SPM的工作原理是通过微小探针在样品表面进行扫描,将探针与样品表面间的相互作用转换为表面形貌和特性图像。由于扫描速率较慢,漂移现象在扫描过程中普遍存在,这制约了SPM在纳米测量和纳米加工方面的进一步应用。   黄文浩教授近二十年来一直从事纳米技术与精密仪器领域的研制工作。在2006年,他向国际标准化组织ISO/TC201(表面化学分析技术委员会)提出了“扫描探针显微镜漂移速率测量方法标准”的提案,目的是要将SPM工作时纳米/秒的漂移大小和方向测量出来,以规范这类仪器的使用方法。2007年该提案正式立项,黄文浩教授被指定为该项目工作组的召集人。经过四年多的努力,SPM漂移测量方法标准的最终草案于2011年经全体成员国投票后顺利通过,并于2012年正式发布。   该标准定义了描述SPM在X、Y和Z方向的漂移速率的专业术语,规定了SPM漂移速率的测量方法和测量程序,对仪器的功能和工作环境以及测量报告内容均作了严格要求。该标准为SPM仪器生产厂家制定了漂移速率的有效参数规格,并且能帮助用户了解仪器的稳定性,以便设计有效的实验。该标准不仅适用于基于SPM测量图像的漂移速率评价方法,对其它纳米级测量仪器稳定性的评价也有着重要参考价值。   相关研究工作受到国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向性项目和科技部973项目资助。   背景资料: 黄文浩教授 博士生导师   1968年毕业于清华大学精密仪器及机械制造系精密仪器专业。1978年至今在中国科技大学精密机械与精密仪器系任教,现任教授,博士生导师。其中1989-1991年,西班牙马德里自治大学, 1993-1994年日本东京大学访问学者。主要研究领域:微纳米制造和测量技术 SPM科学仪器技术 飞秒激光微纳米加工技术 纳米技术与标准化。曾承担国际科技合作项目有: 中-日大学群合作先进制造领域中方负责人(1996-2002),中国-西班牙国家级科技合作项目(2001-2004) “纳米技术与仪器”负责人。主持国家自然科学基金面上项目、重点项目、973子课题等多项。在国内外刊物发表论文200余篇。现任国家纳米技术标准化委员会委员,国际标准化组织ISO/TC201/SC9/WG2召集人。《光学 精密工程》《纳米技术与精密工程》杂志编委。2011年担任国际纳米制造趋势论坛NanoTrends2011组委会主席。2011年当选国际纳米制造学会会士(Fellow of ISNM)。
  • 应用分享 | 激光扫描显微镜用于测量锂电池集流体的表面粗糙度
    小至手机和运动手环,大至各种电动汽车,锂离子电池都是其中的关键能源供给装置。锂离子电池重量轻,能量密度大,循环使用寿命长,且不会对环境造成污染。对于锂离子电池来说,电容量是衡量电池性能的重要指标之一。锂离子电池电极的材料主要有铝(正电极)和铜(负电极)。在充电和放电期间,电子转移发生在集流体和活性材料之间。当集流体和电极表面之间的活性材料电阻过大时,电子转移的效率降低,电容量就会减少。若集流体的金属箔的表面粗糙度过大,则会增加集流体和电极表面之间的活性材料电阻,并降低整体电容量。 集流体(左图:铝 右图:铜)如何进行锂电池负极集流体的铜箔粗糙度测定呢? 奥林巴斯提供非接触式表面粗糙度测量的解决方案: Olympus LEXT 3D激光扫描显微镜 奥林巴斯 OLS5000 激光共焦显微镜使用奥林巴斯 OLS5000 激光共焦显微镜,能够通过非接触、非破坏的观察方式轻松实现3D 观察和测量。仅需按下“Start(开始)”按钮,用户就能在亚微米级进行精细的形貌测量。 锂电池负极集流体的铜箔粗糙度测定使用奥林巴斯 OLS5000 显微镜测量粗糙度时,用户会得到以下三种类型的信息:粗糙度数据,激光显微镜3D彩色图像和高度信息以及光学显微镜真实彩色图像。这让使用人直观的看到粗糙度数据。同时,使用人可以从数据中了解集流体表面的状态。通过观察这些图像,也可以观察到实际的表面形貌。产品优点与特点 非接触式:与接触式粗糙度仪不同,非接触式测量可确保在测量过程中不会损坏易损的铜箔。这有助于防止由于样品损坏而导致的数据错误。专用物镜:LEXT OLS5000使用专用的物镜,因此您可以获得在视场中心和周围区域均准确的数据。平面数据拼接:数据可以水平拼接,从而可以在大区域上采集数据。由于拼接区域的数据也非常准确,因此与传统的测量方法相比,可以更高的精度获取电池集流体的粗糙度数据。超长工作距离:载物台水平范围为300 mm×300 mm使您可以测量较大的样品,例如汽车电池中的集流体,也不需要制备样品就可以在显微镜下观察。OLS5000显微镜的扩展架可容纳高达210毫米的样品,而超长工作距离物镜能够测量深度达到25毫米的凹坑。在进行这两种测量时,您只需将样品放在载物台上即可。
  • FEI公司发布最新的场发射扫描电子显微镜: Nova NanoSEM
    ——这是世界上第一款能对非导电样品和有污染样品进行超高分辨表征的扫描电镜 2005年3月1日, FEI公司发布了其Nova系列扫描电镜(SEM)和双束电镜(DualBeam)产品的最新成员:Nova NanoSEM。该产品是世界上第一款可以对有机材料、基板、多孔材料、塑料以及高聚物材料等有电荷积累的样品和/或污染性样品进行超高分辨表征的低真空场发射扫描电子显微镜(FEG-SEM)。作为FEI公司引领市场的众多设备中最新的一员,Nova NanoSEM为用户在纳米研究、开发与生产的相关工作提供了更多的可能。 Nova NanoSEM的出现为那些非导电的以及有污染的纳米材料研究和开发者们带来了新的表征手段。与NanoSEM同时发布的FEI Helix探测技术将浸入式透镜和低真空扫描电镜两种技术成功地组合在一起,这在场发射扫描电镜的历史上还是第一次。在给用户带来超高分辨率的同时,还能在低真空环境下有效地抑制非导电材料的电荷积累效应。Nova NanoSEM的这种新技术还可以有效地抑制由前道样品处理过程所引起的电子束诱导污染。 “Nova NanoSEM所独有的电子光学系统和信号采集系统使之成为那些每天要面临不断增长的各种应用与挑战的客户的更有力的工具”,FEI扫描电镜和小型双束电镜(DualBeam)的产品经理Tony Edwards称,“FEI一直以其独特的ESEM技术在非导电样品免镀层的观测上独占鳌头。现在这种领先的低真空技术与超高分辨技术的结合使其在这种目前仍然极具挑战性样品的观测上进一步拓展了它的优势”。 除了低真空条件下二次电子和背散射电子成像以外,Nova NanoSEM还具有浸入式透镜的技术和FEI所特有的使用电子束进行纳米结构沉积的气体化学技术,所有的这些特点使之成为纳米结构与纳米材料研究领域中最先进、最理想的扫描电镜。 随着材料、器件和生物样品越来越复杂,尺度越来越小,人们对FEI公司在各个领域中所提供的各种纳米表征设备都提出了更高的要求。2004年,FEI公司成为第一个能够提供分辨率小于一埃(一埃等于一百亿分之一米)或原子尺度的商业透射电子显微镜的电子光学生产厂家。NanoSEM及其相关纳米技术表征设备的不断发展使FEI公司继续在各种纳米材料的高分辨表征与分析中保持着领先地位。 关于FEI 公司: FEI 公司服务于纳米技术的装备,以聚焦离子束和电子束技术为特色,提供最高分辨率小于一埃的3D 特征描述、分析及修改功能。公司在北美和欧洲拥有研究开发中心,在全球四十多个国家经营销售和提供维修服务。FEI 公司将纳米尺度呈献给研究人员和生产厂商,协助将本世纪一些最杰出的理念变成现实。更多的信息可在FEI 公司网站上找到:http://www.feicompany.com 中文版译注: (1) 任何中文版疑义,以英文版为准。英文版见FEI公司网站: http://www.feicompany.com (2) 1纳米等于10埃。
  • 郑州烟草院采购色质联用仪等30台仪器
    中国烟草总公司郑州烟草研究院2012年预算购置仪器设备项目公开招标公告   河南兴建建设管理有限公司受中国烟草总公司郑州烟草研究院的委托,就郑州烟草研究院2012年预算购置仪器设备进行国内公开招标采购,欢迎符合条件的供应商参加投标。   一、招标项目名称及编号:   项目名称:郑州烟草研究院2012年预算购置仪器设备公开招标项目   招标编号:HNXJZB20120709   二、招标项目简要说明:   包1: 超高效液相色谱三重四极杆质谱联用仪 1台   包2: 气相色谱-串联质谱联用仪 1台   包3: 超高效液相色谱仪 1台   包4: 气相色谱-串联四极杆飞行时间质谱联用仪 1台   包5: 热脱附仪 1台   包6: 粘度仪 1台   包7: 多用途中试高效萃取系统 1套   包8: 全自动滴定仪 1台   包9: 高速逆流色谱仪(制备型) 1台   包10: 全波长酶标仪 1台   包11: 烟草水份吸附散失测试仪 1台   包12: 倒置荧光显微镜 1台   包13: 流式细胞仪 1台   包14: 全自动菌落计数仪 1台   包15: 全自动闪点仪 1台   包16: 膜分离实验设备 1套   包17: 测汞仪 1台   包18: 冷冻干燥机 1台   包19: 混合研磨仪 1台   包20: 微生物生长曲线测定仪 1台   包21: 高级微波消解/萃取系统 1套   包22: 细菌鉴定分析系统 1套   包23: 纯水超纯水一体机 1台   包24: 吹扫捕集装置 1套   包25: 紫外可见分光光度计 1台   包26: 静态顶空进样器 1台   包27: 在线红外气体分析仪 1台   包28: 色差仪 1台   包29: 粉体流动测试仪 1台   包30: 便携式快速气相色谱仪 1台。   三、投标人资格要求:   (1)注册于中华人民共和国境内,注册资金不少于200万元人民币,具有独立承担民事责任能力的法人。购买招标文件时必须携带上述投标人资格要求证件的副本原件或复印件(经营范围须符合各相应标段货物所属行业,复印件加注日期和注明“供投标使用”或“与原件一致”等字样,并加盖投标单位公章)。   (2)投标人无不良投标记录,近五年内无重大责任事故和违约劣迹,未被列入黑名单,具有良好的商业信誉和完善的售后服务体系,并能承担招标项目供货能力和服务的企业。   (3)符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条之规定。   四、招标文件发售信息:   (1)招标文件出售时间:自2012年7月25日起至2012年8月13日 (北京时间,下同)止,每天9∶00至11∶50,13∶30至17∶00(法定节假日除外)。   (2)招标文件出售地点:河南兴建建设管理有限公司(郑州市郑东新区商务内环路10号金成东方国际1401室)。   (3)招标文件出售方式:现金购买或电汇邮寄。   (4)招标文件售价:每套售价 300 元人民币,如需邮寄另加邮费50元,售后不退。   (5)本项目不接受联合体投标,不允许拆包投标(投标人必须按包购买招标文件,如果超过两包(含两包)只交两包的费用)。   注:登记时注明所投标段,如需更改标段请在开标前联系 若在递交投标文件时更改标段,由此所造成的一切后果由投标人自行承担。   五、投标文件接收信息:   投标文件接收截止时间暨开标时间:2012年8月14日上午9∶30(北京时间)。   投标文件接收地点暨开标地点:郑州市高新技术产业开发区瑞达路与翠竹街交叉口郑州烟草科技公寓酒店二楼多功能厅。届时请参加投标的代表出席开标仪式。   六、招标公告发布:在以下网站发布   中国采购与招标网:http://www.chinabidding.com.cn   河南省政府采购网:   七、本次购买标书联系事项:   标书购买联系人:于增林 王丹冬   标书负责人:于增林 王丹冬   电 话:0371-68081055 68081056转601、602   传真电话:0371-65807527   联系地址:河南省郑州市郑东新区商务内环路10号金成东方国际1401室   邮政编码:450000   开户名称:河南兴建建设管理有限公司   开 户 行:交通银行经三路支行   帐 号:411062400018000466887
  • 电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置
    Hello,好久不见距离上次更新已有时日,这段时间小编没密集更新是因为知道大家在忙着立新年flag!但2018年的计划一定不能少的是跟随tescan电镜学堂持续输入电镜知识,稳定输出科研成果! 这里是TESCAN电镜学堂第7期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!第二节 特殊试样的处理对于一些特殊的试样,除了常规制样方法外,可能还需要一定的特殊处理。§1. 金相试样金相试样要经过严格的抛光程序,为了在电镜下观察能有更好的衬度,需要进行一定的腐蚀处理。不同的金属需要不同的腐蚀剂以及腐蚀时间,这需要去慢慢摸索。腐蚀不能过度,否则表面会有太多的腐蚀坑,此外,腐蚀剂要清洗干净。§2. 生物试样对于生物样品,为了保证在电镜样品室的高真空下不发生变形而保持原貌,需要对试样进行一系列的处理,需要经过清洗、固定、脱水、干燥等步骤。① 清洗:试样取材好后可用生理盐水或缓冲液清洗,或用5%的苏打水清洗;用超声震荡或酶消化的方法进行处理。② 固定:常用戊二醛及锇酸双固定。③ 脱水:样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水,然后进入中间液,一般用醋酸异戊酯作中间液。④ 干燥:可用空气干燥法、临界点干燥、冷冻干燥等方法。§3. 石墨烯试样石墨烯是近年特别火热的样品,不过利用扫描电镜进行石墨烯的观察需要一定的技巧,否则难以有很好的说服力。理论上石墨烯厚度非常小,在扫描电镜下难以有很好的衬度。而那些铺展的很平整,却有着很好的明暗衬度的试样,本人觉得只能算是石墨薄片而不能算石墨烯。扫描电镜分辨率还不足以观察到石墨烯的碳原子结构,也没有探测器能证明其碳结构,不过扫描电镜可以定性判断其膜层的厚薄,当然这需要特殊的制样。我们可先对硅片这种平整基底镀上一层较厚的金膜,然后将石墨烯分散镀金硅片上。我们对镀金的形貌有着非常清晰的认识,如果表面有一层石墨烯的话,金膜就会像蒙了一层纱一样。石墨烯膜层越薄,金颗粒越清楚;反之如果金颗粒越不清楚,则膜层越厚;当完全看不见金颗粒时,则膜层已经相当厚,完全不算是石墨烯了,这点可以通过蒙特卡罗模拟来得到印证。之所以选择先镀金,就是让被覆盖的与未被覆盖的区域进行一个对比,这样可以定性判断石墨烯的膜厚。图4-9 石墨烯分散在硅片和镀金硅片上的对比如图4-9,左边四张图片是石墨烯直接分散在硅片上,因为没有参照物,只能判断出不同区域的厚薄,而这些厚薄是否能达到石墨烯要求的水准则难以判断;而右边六张图片是分散在镀金硅片上的图片,我们很容易通过与空白处金颗粒的对比来大致判断其膜层厚度是否符合石墨烯的要求。第三节 试样的放置问题 试样在放入电镜室中需要满足一定的几何条件。首先,一次性放置多个样品时,尽量保持高度一致。遇到高度不等的情况,可以将较矮的样品放置在加高台上,如图4-10。将不同高度的样品垫平。 图4-10gm-163-r样品台其次,样品如果表面凹凸不平,如断口材料或楔形样品,在放置样品的时候尽量将要观察的区域的朝着eds或etd的方向,避免在电镜观察时,因为观察面背向探测器而有强烈的阴影或者没有eds信号。还有,对于截面样品观察,有时候并非在90度的绝对垂直下效果最好。特别是对于一些膜面质量不是很好有点撕裂的薄膜,有时候倾转一点的角度,在非正入射的条件下有更好的立体感和景深,有时候更能观察到膜面和基体的结合情况。不过在进行测量的时候要记住需要进行倾斜修正。如图4-11上图,在正90度下虽然能观察到膜面,但是膜面质量的好坏及整体情况却无法判断,而在70度下则能看出膜层的整体情况。将倍数放大后,也可看到70度下有更好的景深和立体感,也更有助于进行膜面和基底结合的判断。 图4-11 膜的截面在90度和70度倾转下的对比再如图4-12,试样为两层同样成分的薄膜,如果在正90度下进行观察,膜之间的界线很不明显,而如果旋转到55度,可以发现膜在断裂过程中有发生“错位”地方,这个角度的观察使得对膜层的观察更加清楚。图4-12 双层膜的截面在90度和55度倾转下的对比特别是一些半导体的截面样品,时常都是先在非正入射的情况下进行观察,再转到90度的情况下进行测量。?福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目,大家可以在留言区回答问题,小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。?奖品公布上期获奖的这位童鞋,请后台私信小编邮寄地址,我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 【本期问题】截面样品观察,是否一定是在90°的绝对垂直下效果最好,为什么?(快去留言区回答问题领取奖品吧→)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师(原上海交通大学扫描电镜专家,现任TESCAN技术专家)、焦汇胜博士(英国伯明翰大学材料科学博士,现任TESCAN技术专家)、李香庭教授(电子探针领域专家,兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事)编著,并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者,在科研领域工作多年,李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验,对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣,本教材从实战的角度出发编写,希望能够帮助到广大电镜工作者,特别是广泛的TESCAN客户。这里插播一条重要消息: TESCAN服务热线 400-821-5286 开通“应用”和“维修”两条专线啦!按照语音提示呼入帮你更快找到想要找的人 ↓ 往期课程,请关注“TESCAN公司”微信公众号查看:电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统
  • 智能手机获得新技能 变身显微镜扫描DNA
    加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究人员们最近开发出一种新的手机附件设备,能将任何智能手机变成一款DNA扫描荧光显微镜。这项创新可望对于医疗诊断带来深远影响,并再次展现如何有效利用智能手机来降低医疗成本,以及为开发中国家带来先进的医疗诊断技术。   这款智能手机的附件包括一个外部透镜、薄膜干涉滤光器、可微调的微型楔形榫头支架,以及雷射二极管,全部封装在一个以3D打印的小型方盒中,并整合成一款手持式荧光显微镜。   &ldquo DNA单分子在拉长时的宽度约2nm,&rdquo UCLA霍华德.休斯医学院(HHMI)教授Aydogan Ozcan表示,&ldquo 以透视来看,它使DNA较人的发丝还细约50,000倍。目前,为单个DNA分子进行成像需要昂贵又庞大的光学显微镜工具,使其几乎仅限于先进的实验室设置才能进行。相形之下,这款适用于个人手机的附件设备显然就没那么昂贵了。&rdquo   虽然其他&ldquo 智能手机变身显微镜&rdquo 的设备也能够成像出较大规模的对象,例如细胞 但是,Ozcan的研究团队最新开发出的这款智能手机光学附件,则是首款可成像DNA单分子纤薄链以及调整其大小的设备。   该设备主要用于远程的实验室设置,以诊断不同类型的癌症与神经系统疾病,例如阿尔兹海默症(Alzheimer),以及侦测传染病的抗药性。为了利用手机上的相机,首先必须以荧光标记隔绝以及标示所需的DNA。Ozcan表示,如今,这种实验室程序已经能在偏远地区以及资源有限的环境下进行了。   为了扫描DNA,研究团队开发出可执行在同一支智能手机上的运算接口,以及一款Windows智能应用程序。扫描后的信息可被传送至远程Ozcan实验室中的服务器,然后测量DNA分子长度。在联机可靠可情况下,完整的数据处理过程只需要10秒钟的时间。  图中显示智能手机安装该成像设备与用户接口,并以25美分硬币作为对比。(来源:UCLA)   在Ozcan的实验室中,研究人员们成像荧光标记与拉伸DNA节段,为该设备的准确度进行测试。结果发现它能够可靠地倍增10,000个碱基对或更长的DNA节段(碱基对是构成DNA的基本结构单元)。许多重要的基因都落在这个大小范围,包括为金黄色葡萄球菌与其他细菌提供抗生素抗药性的细菌基因 ,大约有14,000个碱基对长。   然而,由于较短节段时的讯噪比(SNR)侦测减少以及明显差异,智能手机显微镜在5,000或更短碱基对节段时的准确度急速下降。这时,必须将该设备的现有透镜置换成更高数倍数,就可以轻易地解决这个问题。   除了用于定点照护诊断,Ozcan建议该平台也可用于区别高分子量的DNA节段,从而有助于解决使用传统凝胶电泳的问题&mdash &mdash 在生物化学和分子生物学中,这种凝胶电泳经常用来扩展DNA与RNA节段。接下来,Ozcan及其研究团队计划测试该领域的其他组件,进一步侦测与疟疾有关的抗药性。
  • 一文带您了解扫描探针显微镜发展史
    扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope,SPM)的发展历史是一段引人注目的科学进步历程,奠定了纳米科学和纳米技术的基础。自20世纪80年代以来,SPM的出现和保存,不仅使科学家能够以原子和分子的精度观察和操控材料,还推动了许多相关领域的研究。以下是SPM发展关键里程碑:1980年代初 - 扫描隧道显微镜(STM)的发明1981年:德国物理学家格尔德宾宁(Gerd Binnig)和海因里希罗雷尔(Heinrich Rohrer)在 IBM 苏黎世研究实验室发明了扫描隧道显微镜(STM)。STM 的发明标志着扫描探针显微镜技术的开端。[1]宾宁罗雷尔世界上第一台扫描隧道显微镜[2]1986年:宾宁和罗雷尔因发明 STM 获得诺贝尔物理学奖。他们的工作证明了 STM 可以以原子级分辨率成像,从而开启了对物质结构的新认识。1989年:IBM科学家展示了一项能够操纵单个原子的技术。他们使用扫描隧道显微镜,将35个单个氙原子排列在镍冷晶体基板上,拼出了公司首字母缩写的三个字母。这是原子首次被精确地定位在平面上。[3]用 35 个氙原子拼写出“IBM”1980年代中期 - 原子力显微镜(AFM)的发展1986年:格尔德宾宁、卡尔文夸特纳(Calvin Quate)和克里斯托弗格贝尔(Christoph Gerber)发明了原子力显微镜(AFM)。AFM 可以在非导电材料上工作,扩展了 SPM 技术的应用范围。[4] AFM 利用探针与样品表面之间的范德华力进行成像,可以在真空、空气和液体环境中操作,因此在材料科学和生物学研究中具有广泛的应用。第一台原子力显微镜原子力显微镜原理图1990年代 - 扫描探针显微镜的扩展与多样化1. 磁力显微镜(MFM):磁力显微镜(MFM)在20世纪80年代末至90年代初被发明,通过使用带有磁性涂层的探针,测量探针与样品表面磁力相互作用,实现了纳米尺度高分辨率磁畴成像。这一创新使研究人员能够深入了解材料的磁性特性。低温强磁场磁力显微镜在微结构缺陷中的研究2. 静电力显微镜(EFM):静电力显微镜(EFM)由斯蒂芬库尔普斯(Stephen Kalb)和霍斯特福尔默(Horst F. Hamann)在20世纪80年代末至90年代初发明,通过带电探针测量静电力变化,实现纳米尺度高分辨率电学成像。EFM被广泛应用于研究半导体材料、电荷存储器件和纳米电子学等领域。3. 近场扫描光学显微镜(NSOM 或 SNOM):近场光学显微镜(NSOM)由埃里克贝茨格(Eric Betzig)和约翰特劳特曼(John Trautman)在20世纪80年代末至90年代初发明。NSOM使用带有亚波长孔径的光纤探针,通过限制光在极小区域内并扫描样品表面,获取高分辨率的光学图像,广泛应用于材料科学、生物学、化学和半导体研究等领域。NSOM的一般原理2000年代至今 - SPM 技术的进一步发展和应用1. 高分辨率和高灵敏度:随着探针技术、控制系统和数据处理技术的发展,SPM 的分辨率和灵敏度不断提高。2. 多功能化探针:开发出具有特定化学、机械、磁性或力学性质的探针,使得 SPM 可以进行更为多样化的表征和操作。3. 多模式成像:结合多种成像模式,可以同时获得样品的多种性质信息。结合多种模式的扫描探针显微镜4.晶圆级成像:随着集成电路规模的急剧增加,需要对大型样品成像。加工在晶圆上的芯片5. 在生物学中的应用:SPM 在生物分子和细胞研究中的应用越来越广泛,可以直接观测生物大分子的结构和动力学过程。未来展望扫描探针显微镜的技术仍在不断发展,新的技术和应用不断涌现。由致真精密仪器研发的多功能原子力显微镜和晶圆级原子力显微镜支持大尺寸样品的表征,并集成集成磁力、压电力、扫描开尔文以及液相等多物性分析功能,具有极低的噪声水平,并具备基于深度学习的智能化数据处理分析。致真精密仪器未来将继续致力于更高分辨率、更快的成像速度和更强的多功能化的SPM设备研究,以满足科学研究和工业应用的需求。致真公司自主研发的多功能原子力显微镜AtomEdge集成AI的智能分析算法 高度及粗糙度、宽度、粒子智能分析参考文献:[1] Binnig, G., & Rohrer, H. (1982). Scanning tunneling microscopy. Surface Science, 126(1-3), 236-244.[2] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_STM.jpg[3] https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_%28atoms%29[4] Binnig, G., Quate, C. F., & Gerber, C. (1986). Atomic force microscope. Physical Review Letters, 56(9), 930-933.本文由致真精密仪器原创,转载请标明出处. 致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代。 致真精密仪器通过工程化和产业化攻关,已经研发了一系列磁学与自旋电子学领域的前沿科研设备,包括“产品包含原子力显微镜、高精度VSM、MOKE等磁学测量设备、各类磁场探针台、磁性芯片测试机等产线级设备、物理气相沉积设备、芯片制造与应用教学训练成套系统等”等,如有需要,我们的产品专家可以提供免费的项目申报辅助、产品调研与报价、采购论证工作。另外,我们可以为各位老师提供免费测试服务,有“磁畴测试”、“SOT磁畴翻转”、“斯格明子观测”、“转角/变场二次谐波”、“ST-FMR测量”、“磁控溅射镀膜”等相关需求的老师,可以随时与我们联系。
  • 钢研纳克董秘回复:设立纳克微束目的是自主研发扫描电子显微镜并实现产业化
    钢研纳克(300797)09月26日在投资者关系平台上答复了投资者关心的问题。投资者:请问公司和聚束科技自2019年共同研发高通量电镜,现在纳克微束有自己的技术专利吗,预计多久能有高通量电镜产品面世?钢研纳克董秘:投资者您好!公司本次设立纳克微束(北京)有限公司,目的是自主研发扫描电子显微镜并实现产业化,提升国产品牌竞争力,实现进口替代,有效推动我国电镜行业技术发展水平、优化产业布局、提高公司专业实力及盈利能力。公司将结合自身产业背景优势,充分发挥政策优势、资源优势和产业导向作用,围绕公司主营业务开展战略布局,符合公司发展战略和全体股东的利益。目前纳克微束(北京)有限公司各项工作正在加紧开展中。感谢您的关注!钢研纳克2022中报显示,公司主营收入3.3亿元,同比上升18.4%;归母净利润4691.67万元,同比上升19.75%;扣非净利润3745.08万元,同比上升44.62%;其中2022年第二季度,公司单季度主营收入1.84亿元,同比上升5.49%;单季度归母净利润3203.87万元,同比下降1.51%;单季度扣非净利润2686.4万元,同比上升6.64%;负债率38.56%,投资收益-13.74万元,财务费用281.56万元,毛利率47.21%。钢研纳克(300797)主营业务:金属材料检测技术的研究、开发和应用
  • 腐蚀在激光共聚焦扫描显微镜眼中的璀璨形貌
    p    strong 腐蚀形貌常用表征方法 /strong /p p   在腐蚀研究和工程中,腐蚀形貌是判断各种腐蚀类型、评价腐蚀程度、研究腐蚀规律与特征的重要依据。腐蚀形貌表征最常用的方法便是宏观观察、扫描电子显微镜观察和金相显微镜观察等,这些方法容易受主观因素影响。 /p p    strong 激光共聚焦扫描显微镜 /strong /p p   激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)以激光作为光源,采用共轭成像原理,沿x、y方向逐点扫描试样表面,合成图像切片,再移动z周,采集多层切片,形成图像栈,将所有图像栈的信息进行合成,形成可以测量垂直高度和表面粗糙度及轮廓的三维表面形貌图像,是一种高敏感度与高分辨率的显微镜技术。 /p p   该技术已广泛应用于形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域。由于采用激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌具有较好的客观性,因此其在材料腐蚀中也有较好的应用前景。 /p p    strong 试验材料 /strong /p p   试验试剂为乙醇、丙酮(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。试验钢为油田现场用N80钢管,其化学成分(质量分数)为:0.22%C,1.17%Mn,0.21%Si,0.003%S,0.010%P,0.036%Cr,0.021%Mo,0.028%Ni,0.018%V,0.012%Ti,0.019%Cu,0.006%Nb,余量Fe。 /p p    strong 试验仪器 /strong /p p   红外碳硫分析仪,直读光谱仪,电子天平,M273A恒电位仪,扫描电镜,激光共聚焦扫描显微镜。 /p p    strong 腐蚀试验 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " (1)全面腐蚀 /span /p p   将N80钢管加工成挂片试样,用350号金相试纸对试样进行打磨,然后再用丙酮除油和乙醇清洗,最后吹干。 /p p   依据标准ASTM G170-06(R2012)《实验室中对油田及炼油厂缓蚀剂评价及鉴定的标准指南》和SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》,采用静态腐蚀挂片法对N80钢进行全面腐蚀试验。 /p p   试验在高温高压反应釜中进行。试验介质为15%(质量分数)的N,N& #39 -二醛基哌嗪缓蚀剂,试验温度90℃,试验时间为4h。试验后取出试样,逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的缓蚀剂膜和腐蚀产物,然后烘干送检LSCM。同时,对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " (2)沟槽腐蚀 /span /p p   将N80钢管加工成15mm× 5mm圆片试样,焊缝位于试样的中央,试验前采用350号金相砂纸打磨试样,再用丙酮除油和乙醇清洗,最后吹干,并采用光栅尺测量圆片尺寸。 /p p   依据标准Q/SY-TGRC 26-2011《ERW 钢管沟腐蚀实验室测试方法》,对N80钢进行沟槽腐蚀试验,得到沟槽腐蚀的试样。 /p p   试验采用电化学极化法(三电极体系),在1000mL玻璃电解池(带石英窗口)内进行。试验介质为3.5%(质量分数)的NaCl溶液。饱和甘汞电极为参比电极,N80钢为工作电极,铂电极为辅助电极。 /p p   试验时对试样施加-550 mV的恒电位(相对于参比电极),极化144h。试验后取出试样,逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的腐蚀产物,然后烘干送检LSCM。同时,对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。 /p p    strong 结果与讨论 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 1 全面腐蚀 /span /p p   全面腐蚀试验后试样的宏观照片、扫描电镜图和LSCM图分别如图1—3所示。对比这三幅图可以看到:宏观和扫描电镜观察显示试样表面均匀腐蚀,无点蚀坑 LSCM观察显示,试样表面有两处点蚀坑,两处点蚀坑的直径分别为10.24,11.65μm,深度分别为13.78μm和19.83μm。由此可见,LSCM不仅可获得试样的表面三维图,还可客观迅速地找到局部腐蚀处,并可对局部腐蚀处进行简单测量处理。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8531e939-7799-465b-a201-8006f8ee75f1.jpg" title=" 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt=" 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" / br/ br/ /strong strong 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/9fc9d4b0-37e5-4403-bc07-0e25c5a3291f.jpg" title=" 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" alt=" 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" width=" 378" height=" 406" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 378px height: 406px " / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/c4ecb6b1-a0e5-4322-b1de-903eca0143be.jpg" title=" 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" alt=" 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" width=" 400" height=" 271" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 271px " / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 2 沟槽腐蚀 /span /p p   由于N80钢管为焊管,其母材与焊缝的显微组织不一样,在腐蚀环境中易产生电位差,使得焊缝熔合线处易出现深谷状的凹槽,如图4所示。沟槽腐蚀敏感系数α是判断焊管焊缝抗腐蚀的一个重要参数,其计算方法如式(1)所示。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/3507e746-8170-4721-a27d-d203442685a6.jpg" title=" 式(1).png" alt=" 式(1).png" / /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/613be5a5-5c15-45e0-a6d8-6ee416278e9d.jpg" title=" 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt=" 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片 /strong /p p   式中:h1为原始表面和腐蚀后表面的高度差 h2为原始表面和点蚀坑坑底的高度差,如图5所示。h1和h2均取3次测量的平均值,当α& lt 1.3时,表示焊管焊缝对沟槽腐蚀不敏感 当α≥1.3时,表示焊管焊缝对沟槽腐蚀敏感,需采取措施减少沟槽腐蚀。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8e59d50c-bea6-49da-8f6a-d2448171379f.jpg" title=" 图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png" alt=" 图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图5 沟槽腐蚀试验参数测定 /strong br/ /p p   沟槽腐蚀试验后试样的金相图和LSCM图分别如图6和图7所示。通过金相图和LSCM图得到参数h1和h2,并根据式(1)计算沟槽腐蚀敏感系数,结果如表1所示。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/75c010b6-db01-472f-ae3d-cff23f615d7c.jpg" title=" 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg" alt=" 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/467f4cb3-f842-418c-af0d-e067c5e4ee20.jpg" title=" 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg" alt=" 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图 /strong /p p style=" text-align: center " strong 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/15d8299e-3916-4241-bf81-692270f87d04.jpg" title=" 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png" alt=" 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png" / /strong /p p   采用金相显微镜测h2和h1时,需根据主观判断找到3个深度最深的腐蚀坑,然后将其局部放大,并采用仪器标尺测量h2和h1 而采用LSCM测h2和h1时,沟底层处便是腐蚀坑深度,且测量标尺为LSCM自带,因此该方法更便捷、直观和客观,由此计算的α也更可靠。 br/ /p p    strong 结论 /strong /p p   (1)激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌以三维图方式显示,局部腐蚀处可一眼看到,更直观。 /p p   (2)用激光共聚焦扫描显微镜表征沟槽腐蚀,可以直观和客观地找到腐蚀坑深处,仪器自带标尺可直接测量坑深,数据测量更便捷,由此计算的敏感系数也更可靠。 /p
  • 一文解读扫描探针显微镜拓展模式(一)
    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。
  • 飞纳台式扫描电镜参加2018年华东地区(电子)显微学学术交流会
    复纳科学仪器(上海)有限公司于2018年5月10日 - 13日在福建省福州市参加2018年华东地区(电子)显微学学术交流会。本次会议由华东地区五省一市电镜学会联合举办,分别为上海市、浙江省、福建省、江苏省、安徽省、山东省。会议主题围绕电子显微学应用基础研究,显微学新技术、新方法交流及实验技术、实验室管理等经验分享,共吸引专家学者200余人参会。2018年华东地区(电子)显微学学术交流会飞纳中国作为2018年华东地区(电子)显微学学术交流会的赞助商之一,为会议代表们带来了主题为“台式扫描电镜的新高度”的会议报告。 随着飞纳台式扫描电镜的不断创新,我们成为了“自动化程度最高的扫描电镜”:自动刷新光学导航——自动进样——自动开真空锁——自动开高压随时随地获取高质量结果 人为操作和地理环境都会成为影响设备的重要因素,通过设计改进和技术进步,保障用户可以随时随地获取高质量的结果,是飞纳的核心设计理念。 飞纳第五代台式扫描电镜原本自带限高装置,又额外增加 4mm 安全保护距离,整个腔室重新设计。永远不存在撞探头和物镜的风险内置的减震系统让客户随时随地获得高质量扫描电镜图像除此之外,飞纳台式扫描电镜拥有专门的应用模块,使用户可以从飞纳电镜的图像中提取更多信息,拓展飞纳电镜的应用,将复杂的系统控制自动化。 3D粗糙度重建系统:可以生成样品的三维图像,并进行亚微米量级的粗糙度测量。 颗粒统计分析测量系统:可以收集亚微米颗粒的形貌和尺寸数据。 孔径统计分析测量系统:实现对孔径的完全自动化、可视化的分析。 纤维统计分析测量系统:用于获得微米,纳米纤维的精确尺寸信息。 全景拼图:图像之间无缝连接高倍数与大视野的统一“Free To Achieve”是飞纳电镜的发展理念,飞纳台式扫描电镜唯一不变的追求就是减轻操作人员的工作量,帮助用户实现目标,通过设备的创新升级,和软件系统的不断更新,让越来越多的人感受到创新科技的魅力。2018年华东地区(电子)显微学学术交流会合影
  • 突破!我国首台太赫兹扫描隧道显微镜系统研制成功
    2022年2月,中国科学院空天信息研究院(广州园区)-广东大湾区空天信息研究院(以下简称“大湾区研究院”)成功研制出太赫兹扫描隧道显微镜系统,实现了优于原子级(埃级)的空间分辨率和优于500飞秒的时间分辨率,为国内首套自主研制的太赫兹扫描隧道显微镜系统。扫描隧道显微镜(STM)是一种用于观察和定位单个原子的扫描探针显微工具。通过原子尺度的针尖,在不到一个纳米的高度上,对不同样品进行超高精度扫描成像。STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子,不仅是重要的微纳尺度测量工具,也是颇具潜力的微纳加工工具,在原子级扫描、材料表面探伤及修补、引导微观化学反应、控制原子排列等领域具有广泛应用。但是,传统的电学调制速率限制了STM在更高时间分辨率的观测(一般具有微秒量级的时间分辨率)。2013年,加拿大阿尔伯塔大学Frank Hegmann教授,首次将太赫兹脉冲和STM结合,实现了亚皮秒时间分辨和纳米空间分辨,随后德国、美国等著名科研团队纷纷开展相关技术研究。但我国在该领域的研究一直处于空白。大湾区研究院太赫兹研究团队历时近12个月,突破了太赫兹与扫描隧道针尖耦合、太赫兹脉冲相位调制等核心关键技术,成功研制出国内首台太赫兹扫描隧道显微镜(THz-STM),具有埃级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率(提升100万倍以上),可同时实现高时间和空间分辨下的精密检测(飞秒-埃级),为进一步揭示微纳尺度下电子的超快动力学过程提供了强有力的技术手段,可用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学、超快化学等诸多领域,有望取得具有重要国际影响力的原创性科研成果。该研究得到国家自然科学基金委太赫兹基础科学中心、广东省科技厅、广州市、黄埔开发区等相关项目的资助。 THz-STM系统硅重构表面原子分辨(左),金表面原子分辨(右)
  • 30mK极低温近场扫描微波显微镜研发核心:attocube极低温纳米位移台
    关键词:低温位移台;近场扫描微波显微镜; 稀释制冷机 背景介绍扫描隧道显微镜(STM)[1]和原子力显微镜(AFM)[2]等基于扫描探针显微术(SPM)的出现使得科学家能够在纳米分辨率下去研究更多材料的物理特性及图形。以这些技术为基础的纳米技术、材料和表面科学的迅速发展,大地推动了通用和无损纳米尺度分析工具的需求。尤其对于快速增长的量子器件技术领域,需要开发与这些器件本身在同一区域(即量子相干区域)中能够兼容的SPM技术。然而,迄今为止,能够与样品进行量子相干相互作用的纳米尺度表征的工具仍非常有限。特别是在微波频率下,光子能量比光波长小几个数量,加之缺乏单光子探测器和对mK端温度的严格要求,更是一个巨大的挑战。近年来,固态量子技术飞速发展迫切需要能够在此端条件下运行的SPM探测技术。技术核心近场扫描微波显微技术(NSMM)[3]结合了微波表征和STM或AFM的优势,通过使用宽带或共振探头来实现探测。在近场模式下,空间分辨率主要取决于SPM针尺寸,可以突破衍射限的限制,获得纳米别的高分辨率图像。NSMM的各种实现方式已被广泛应用于非接触式的探测半导体器件[4],材料中的缺陷[5]、生物样品的表面[6]及亚表面分析,以及高温超导性[7]的研究。但是在低温量子信息领域中的应用还鲜有报道。英国物理实验室NPL的塞巴斯蒂安德格拉夫(Sebastian de Graaf)小组与英国伦敦大学谢尔盖库巴特金(Sergey Kubatkin)教授小组合作开发了一种在30 mK下工作的新型低温近场扫描微波显微镜,同时,该显微镜还结合了高达6 GHz的微波表征和AFM技术,旨在满足量子技术领域的新兴需求。整个系统置于一台稀释制冷机中(如图1(b)所示),NSMM显微镜的示意图如图1(a)所示:在石英音叉上附着了一个平均光子占有率为~1的超导分形谐振器。一个可移动的共面波导被用来感应耦合到谐振器上进行微波的发射和信号的读出。整个系统的核心是德国attocube公司提供的兼容低温的铍铜材质的纳米精度位移台,该小组使用一组ANPx100和ANPz100纳米位移器将样品与针在x,y和z方向上对齐,同时使用一个小的ANPz51纳米位移器进行RF波导的纳米定位和耦合。图1.(a)NSMM显微镜的示意图。(b) 稀释制冷机中弹簧和弹簧悬挂的NSMM示意图。测量结果如图2所示,Sebastian教授演示了在单光子区域中以纳米分辨率进行扫描的结果。扫描的区域与在硅衬底上形成铝图案的样品相同。扫描显示三个金属正方形(2×2μm2)与两个较大的结构相邻,形成一个叉指电容器。叉指电容器的每个金手指有1 μm的宽度和间距,尽管在图2中,由于的形状,这些距离看起来不同。图2. 在30 mK下扫描具有相邻金属垫的交叉指电容器.(a)得到的AFM形貌图。(b) 单光子微波扫描(~1)显示了微波谐振腔的频移,微波扫描速度为0.67 μm/s.(c)高功率微波扫描结果(~270)。(d) 在调谐叉频率(30 kHz)下解调的PDH误差信号,与dfr/dz(~270)成正比。(e) 扫描获得的信噪比(SNR)作为平均光子数的函数。attocube低温位移台德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造公司。拥有20多年的高精度低温纳米位移台的研发和生产经验。公司已经为各地科学家提供了5000多套位移系统,用户遍及全球著名的研究所和大学。它生产的位移器设计紧凑,体积小,种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器。德国attocube公司的位移器以稳定而优异的性能、原子的定位精度、纳米位移步长和厘米位移范围深受科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和端环境中,包括超高环境(5E-11 mbar)、低温环境(10mK)和强磁场中(31 Tesla)。图3. attocube低温强磁场纳米精度位移器,扫描器,3DR主要参数及技术特点参考文献:[1]. Binnig, G., Rohrer, H., Gerber, C. & Weibel, E. Surface studies by scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. Lett. 49, 57 (1982).[2]. Binnig, G., Quate, C. F. & Gerber, C. Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).[3]. Bonnell, D. A. et al. Imaging physical phenomena with local probes: From electrons to photons. Rev. Mod. Phys. 84, 1343 (2012).[4]. Kundhikanjana, W., Lai, K., Kelly, M. A. & Shen, Z. X. Cryogenic microwave imaging of metalinsulator transition in doped silicon. Rev. Sci. Instrum. 82, 033705 (2011).[5]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[6]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[7]. Lann, A. F. et al. Magnetic-field-modulated microwave reectivity of high-Tc superconductors studied by near-field mm-wave. microscopy. Appl. Phys. Lett. 75, 1766 (1999). 更多文章信息请点击:https://doi.org/10.1038/s41598-019-48780-3
  • 全球首台商用低温版扫描NV显微镜发布,由国仪量子自主研制
    5月21日,全国首届量子精密测量赋能产业发展大会在安徽合肥举办。本次大会作为2024“世界计量日”安徽分会场活动,由安徽省市场监管局、合肥市市场监管局、中国科学院自主研制科学仪器应用示范中心、中国科学技术大学物理学院、国仪量子技术(合肥)股份有限公司等联合举办。会上,全球首台商用低温版扫描NV显微镜正式亮相,该量子精密测量仪器可用于宽温区下高分辨、高灵敏、定量无损的磁学测量,将为我国生命科学、材料科学、凝聚态物理等领域研究提供全新手段。该显微镜由国仪量子技术(合肥)股份有限公司(以下简称“国仪量子”)自主研制,该产品目前已实现量产,标志着我国量子精密测量技术的产业化发展取得了重要突破。 低温版扫描NV显微镜发布会现场磁性是物质的基本性质之一,其微观成像是实验物理研究中的重要方向。通过深入研究材料中的微观磁学特性,科学家可以深入了解材料的结构、电子性质和相互作用,对于指导新型磁存储材料、超导材料的开发都具有重大意义。低温版扫描NV显微镜是一台结合了金刚石NV色心光探测磁共振技术和原子力显微镜扫描成像技术的量子精密测量仪器,可用于2K-300K宽温区下高分辨、高灵敏、定量无损的磁学测量,具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度。“它主要用于检测材料的表面磁学特性,将为我国生命科学、材料科学、凝聚态物理等领域研究提供全新手段。”贺羽说。 低温版扫描NV显微镜量子精密测量技术具有高科技、高效能、高质量的特征,其利用量子特性(能级跃迁、相干叠加、量子纠缠)获得了突破经典测量技术极限的能力,有望在测量精度、灵敏度、分辨率等方面超越现有技术。业界认为,量子精密测量是量子信息技术领域中,下一个“离产业最近”的方向。
  • 新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜研制获进展
    低温在凝聚态物理研究中扮演越来越重要的角色,是对多体系统中强相互作用的复杂行为开展深入研究的必要条件。随着液氦资源的日趋紧张和无液氦制冷技术的不断发展,基于无液氦制冷的设备将逐步成为低温科研仪器的主流方向。迄今为止,磁共振成像、超导磁体、综合物性测量系统等诸多仪器设备已实现了无液氦化。然而,具有亚原子分辨能力的扫描探针显微系统(SPM)对震动水平的要求极为苛刻,因此实现无液氦闭循环制冷技术在低温SPM领域的应用面临挑战。近十年来,世界上多个团队和公司尝试将制冷机安装在扫描单元附近实现无液氦低温SPM,而单级制冷的基础温度仅能达约5K水平,且制冷机震动对成像的影响仍然显著。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心郇庆研究团队(N13组)致力于高端科研仪器的研发与应用,在真空、低温、材料制备等领域核心关键部件、成套系统、电路控制系统方面取得了系列成果。高鸿钧院士团队(N04组)多年来致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用,在前沿科学研究取得一系列重要突破。N13组和N04组长期合作,陆续在尖端科研仪器装备自主研发方向取得一系列重要进展:一套商业化四探针SPM系统的彻底改造、超高真空光学-低温扫描探针显微镜联合系统的研制和应用于多探针显微镜的分时复用电路系统等。合作团队再次“仪器”携手,攻关新一代无液氦低温SPM技术。该研究研制了一套无液氦亚3K低温SPM系统。这一系统颠覆了现有无液氦SPM近端安装制冷机的方式,将低频大幅震动的制冷机安装在远端的独立制冷腔体。通过数月的连续测试验证,该设备实现了~2.8K的基础温度、接近±0.1mK的温度稳定性、约1pm震动水平、小于10pm/h的温度漂移,能够从低温到室温宽温区内连续变温成像。在非接触原子力显微镜原子级分辨成像、扫描隧道谱以及非弹性电子隧道谱的性能方面,该系统达到了与传统液氦杜瓦的湿式SPM系统相媲美的水平。相较已有无液氦SPM方案存在制冷机近端安装带来的诸多问题(不耐烘烤、磁场敏感、安装角度受限、橡胶波纹管透气结冰和难以升级等),这种闭循环远端制冷方案展现了多方面的优势:高性能:少量氦气(~10 L)实现3K以下基础温度,并可长时间连续运行,震动水平与湿式系统相当;拓展性:利用此远端液化4He方案预冷3He方便实现亚开尔文范围拓展;兼容性:与强磁场、光学通路等其他物理环境的良好兼容性,显著降低来自制冷机的电磁干扰;灵活性:便捷地将现有湿式SPM系统改造为无液氦SPM,并可应用在其他需求低温且对振动敏感的领域。这一闭循环无液氦低温SPM实现了TRL8级的技术就绪度。近期,相关研究成果发表在《科学仪器评论》上(Review Scientific of Instruments,DOI:10.1063/5.0165089)。该工作将为凝聚态物理研究、材料科学、生物医学等领域提供高性能的低温超低振动解决方案,并有望推动相关领域的研究取得更大突破。一位审稿人评价道:“在我看来,采用氦连续流低温恒温器和低温制冷机技术相结合的理念来解决无液氦低温扫描探针显微镜及相关领域长期存在的隔振问题,不仅具有创新性,而且鉴于世界范围内的液氦短缺困境,该技术方案的提出十分重要且及时。”研究工作得到国家杰出青年科学基金项目、中国科学院关键技术研发团队项目、国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金青年科学基金项目和北京市科技计划怀柔科学中心项目的支持。图1. 新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜的三维模型和原理图。图2. (a)基于连续流液氦恒温器的降温效果;(b)闭循环无液氦远端制冷的降温效果;(c)载入样品后的温度变化;(d)样品在4K温度的稳定性。图3. Au(111)和Ag(110)表面的成像测试和谱学表征。图4. Ag(110)表面CO分子的拾取和二阶谱学表征与谱学成像。图5. qPlus AFM探针在NaCl(100)表面的测试结果。图6. 已有基于液氦杜瓦的湿式SPM系统升级成远端制冷闭循环无液氦SPM的方案示意图。
  • 一文看懂扫描隧道显微镜STM/AFM
    p    strong 扫描隧道显微镜 /strong (scanning tunneling microscope,缩写为STM),亦称为扫描穿隧式显微镜,是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德· 宾宁及海因里希· 罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与恩斯特· 鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。 /p p   它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。 /p p   它主要是利用一根非常细的钨金属探针,针尖电子会跳到待测物体表面上形成穿隧电流,同时,物体表面的高低会影响穿隧电流的大小,针尖随着物体表面的高低上下移动以维持稳定的电流,依此来观测物体表面的形貌。 /p p   换句话说,扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料。就如同一根唱针扫过一张唱片,一根探针慢慢地通过要被分析的材料(针尖极为尖锐,仅仅由一个原子组成)。一个小小的电荷被放置在探针上,一股电流从探针流出,通过整个材料,到底层表面。当探针通过单个的原子,流过探针的电流量便有所不同,这些变化被记录下来。电流在流过一个原子的时候有涨有落,如此便极其细致地探出它的轮廓。在许多的流通后,通过绘出电流量的波动,人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片。 /p p    strong 原子力显微镜 /strong (atomic force microscope,简称AFM),也称扫描力显微镜(scanning force microscopy,SFM))是一种纳米级高分辨的扫描探针显微镜,是由IBM苏黎士研究实验室的比宁(Gerd Binning)、魁特(Calvin Quate)和格勃(Christoph Gerber)于1986年发明的。AFM测量的是探针顶端原子与样品原子间的相互作用力——即当两个原子离得很近使电子云发生重叠时产生的泡利(Pauli)排斥力。工作时计算机控制探针在样品表面进行扫描,根据探针与样品表面物质的原子间的作用力强弱成像。 /p center img alt=" " src=" http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100352076.jpg" height=" 210" width=" 459" / /center p style=" text-align: center " strong 世界上第一台原子力显微镜和发明人之一比宁 /strong /p p   以一种简单的方式进行类比,如同一个人利用一艘小船和一根竹竿绘制河床的地形图。人可以站在小船上将竹竿伸到河底,以此判断该点的位置河床的深度,当在一条线上测量多个点后就可以知道河床在这条线上的深度。同样道理绘制多条深度线进行组合,一张河床的地形图就诞生了。与此类似,在AFM工作时的,原子力传感器相当于人和他手中的竹竿,探针顶端原子与样品原子间作用力的大小就相当于竹竿触及河底时水面下的长度。这样,在一艘小船(控制系统)的控制下进行逐点逐行的扫描,AFM就可以绘制出一张显微图像啦。 /p p    /p center img alt=" " src=" http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100358209.jpg" height=" 283" width=" 388" / /center p style=" text-align: center " strong 普通原子力显微镜的原理示意图 /strong /p p   原理解释起来并不算十分复杂,但是AFM的发明、使用与改进汇聚了大批科学家们的辛劳努力和创造性思维。特别是拍摄到氢键实空间图像所使用的非接触式原子力显微镜,经过分子沉积、温度控制、防振、探针、真空、控制系统等多方面的摸索与改造才最终具有如此强大的分辨能力。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp strong 1 基本原理 /strong br/ /p p   原子力显微镜的基本原理是:将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品表面轻轻接触,由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力,通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法,可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化,从而可以获得样品表面形貌的信息。 /p p    strong 2 /strong strong 成像模式 /strong /p p   原子力显微镜的主要工作模式有静态模式和动态模式两种。在静态模式中,悬臂从样品表面划过,从悬臂的偏转可以直接得知表面的高度图。在动态模式中,悬臂在其基频或谐波或附近振动,而其振幅、相位和共振与探针和样品间的作用力相关,这些参数相对外部参考的振动的改变可得出样品的性质。 /p p   1) strong 接触模式 /strong /p p   在静态模式中,静态探针偏转用做反馈信号。因为静态信号的测试与噪音和偏移成正比,低硬度探针用来增强外偏转信号。然而,因为探针非常接近于样品的表面,吸引力非常强导致探针切入样品表面。因此静态原子力显微镜几乎都用在总使用力为排斥力的情况。结果,这种技术经常被叫做“接触模式”。在接触模式中,扫描过程时保持探针偏转不变来使其探针和样品表面的作用力保持恒定。 /p p   2) strong 非接触模式 /strong /p p    /p center img alt=" " src=" http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/AFM_noncontactmode.jpg" height=" 291" width=" 350" / /center p style=" text-align: center " strong 原子力显微镜非接触模式 /strong /p p   在这种模式下,悬臂上的探针并不接触样品表面,而是以比其共振频率略高的频率振动,振幅通常小于几纳米。范德华力在探针距离表面样品1~3纳米时最强,它与其他在表面上的长程力会降低悬臂的振动频率。 /p p   通过调整探针与样品间的平均距离,频率的降低与反馈回路一起保持不变的振动频率或振幅。测量(x,y)每个数据点上的探针与样品间的距离即可让扫描软件构建出样品表面的形貌。 /p p   在接触模式下扫描数次通常会伤害样品和探针,但非接触模式则不会,这个特点使得非接触模式通常用来测试柔软的样品,如生物组织和有机薄膜 而对于坚硬样品,两个模式得到的图像几乎一样。然而,如果在坚硬样品上裹有一层薄膜或吸附有流体,两者的成像则差别很大。接触模式下探针会穿过液体层从而成像其下的表面,非接触模式下则探针只在吸附的液体层上振动,成像信息是液体和下表面之和。 /p p   动态模式下的成像包括频率调制和更广泛使用的振幅调制。频率调制中,振动频率的变化提供探针和样品间距的信息。频率可以被非常灵敏地测量,因此频率调制使用非常坚硬的悬臂,因其在非常靠近表面时仍然保持很稳定 因此这种技术是第一种在超高真空条件下获得原子级分辨率的原子力显微镜技术。振幅调制中,悬臂振幅和相位的变化提供了图像的反馈信号,而且相位的变化可用来检测表面的不同材料。 振幅调制可用在非接触模式和间歇接触领情况。在动态接触模式中,悬臂是振动的,以至悬臂振动悬臂探针和样品表面的间距是调制的。[来源请求]振幅调制也用于非接触模式中,用来在超高真空条件下使用非常坚硬的悬臂和很小的振幅来得到原子级分辨率。 /p p    strong 3)轻敲模式 /strong /p p    /p center img alt=" " src=" http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg/285px-Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg" height=" 215" width=" 190" / /center p style=" text-align: center " strong 在不同的pH的溶液环境中使用轻敲模式得到的高分子单链的原子力显微镜图(0.4 nm 厚) /strong /p p   通常情况下,绝大部分样品表面都有一层弯曲液面,为此非接触模式下使探针足够靠近样品表面从而可以测试短程力,但是此时探针又容易粘贴到样品表面,这是经常发生的大问题 动态模式就是为了避免此问题而发明的,又叫做间歇接触模式(intermittent contact)、轻敲模式(tapping mode)或AC模式(AC Mode)。在轻敲模式中,悬臂通过类似于非接触下的装载在探针上的微小的压电元件做来上下振动,频率在其共振频率附近,然而振幅则远大于10纳米,大概在100~200纳米间。当探针越靠近样品表面时,探针和样品表面间的范德华力、偶极偶极作用和静电力等作用力会导致振幅越来越小。电子自动伺服机通过压电制动器来控制悬臂和探针间的距离,当悬臂扫描样品表面时,伺服机会调整探针和样品间距来保持悬臂的预设的振幅,而成像相互作用力则得到原子力显微镜轻敲模式图像。轻敲模式减少了接触模式中对样品和探针和损伤,它是如此的温和以致于可以成像固定的磷脂双分子层和吸附的单个高分子链。比如液相的0.4纳米厚的合成聚合物电解质,在合适的扫描条件下,单分子实验可以在几小时内保持稳定。 /p p    strong 3 优点与缺点 /strong /p p   相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像,AFM提供真正的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。他就像盲人摸象一样,在物体的表面慢慢抚摸,原子的形状很直观的表现。 /p p   和扫描电子显微镜相比,AFM的缺点在于成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大。 /p
Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制