欧米伽法纳米薄膜热导测试系统

一、纳米颗粒膜制备日前，由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成，可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。集成了纳米颗粒源的MiniLab125磁控溅射系统 传统薄膜材料的研究专注于制备表面平整、质地致密、晶格缺陷少的薄膜，很多时候更是需要制备沿衬底外延生长的薄膜。然而随着研究的深入，不同的应用方向对薄膜的需求是截然不同。在表面催化、过滤等研究方向，需要超大比表面积的纳米薄膜。在这种情况下，纳米颗粒膜具有不可比拟的优势。而传统的磁控溅射在制备纯颗粒膜方面对于粒径尺寸，颗粒均匀性方面无法实现控制。气相沉积法、电弧放电法、水热合成法等在适用性、操作便捷性、与传统样品处理的兼容性等方面不友好。在此情况下，Moorfield Nanotechnology推出了与传统磁控溅射和真空设备兼容的纳米颗粒制备系统。不同条件制备的颗粒粒径分布（厂家测试数据）不同颗粒密度样品（厂家测试数据）纳米颗粒制备技术特点：▪ 纳米颗粒的大小1 nm-20 nm可调；▪ 多可达3重金属，可共沉积，可制备纯/合金颗粒；▪ 材料范围广泛，包括Au、Ag、Cu、Pt、Ir、Ni、Ti、Zr等▪ 拥有通过控制气氛制造复合纳米粒子的可能性（类似于反应溅射）▪ 的纳米颗粒层厚度控制，从亚单层到三维纳米孔▪ 纳米颗粒结构——结晶或非晶、形状可控纳米颗粒膜的应用方向：▪ 生命科学和纳米医学： 癌症治疗、药物传输、抗菌、抗病毒、生物膜▪ 石墨烯研究方向：电子器件、能源、复合材料、传感器▪ 光电研究：光伏研究、光子俘获、表面增强拉曼▪ 催化：燃料电池、光催化、电化学、水/空气净化▪ 传感器：生物传感器、光学传感器、电学传感器、电化学传感器 二、无机无铅光伏材料下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而，人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物，想要消除铅对环境的影响，而迄今为止，这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的，如果将它们结合起来，就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期，牛津大学的光电与光伏器件研究组的Henry Snaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙，可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合，使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比，无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题，由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长，因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统，通过真空蒸发三种不同的前驱体，研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性，使得材料的工业化制备成为可能。所制备的薄膜在150℃退火后，XRD图。所制备的薄膜在150℃退火后，表面SEM图 三、Moorfield 薄膜制备与加工系统简介Moorfield Nanotechnology是英国材料科学领域高性能仪器研发公司，成立二十多年来专注于高质量的薄膜生长与加工技术，拥有雄厚的技术实力，推出的多种高性能设备受到科研与工业领域的广泛好评。高精度薄膜制备与加工系统 – MiniLab旗舰系列和nanoPVD台式系列是英国Moorfield Nanotechnology公司经过多年技术积累与改进的结晶。产品的定位是配置灵活、模块化设计的PVD系统，可用于高质量的科学研究和中试生产。设备的功能和特点：▪ 蒸发设备：热蒸发（金属）、低温热蒸发(有机物)、电子束蒸发▪ 磁控溅射：直流&射频溅射、共溅射、反应溅射▪ 兼容性：可与手套箱集成、满足特殊样品制备▪ 其他功能设备：二维材料软刻蚀、样品热处理▪ 设备的控制：触屏编程式全自动控制

使用线偏激光照射金属、半导体、透明介质等材料产生表面周期结构（laser induced periodic surface structures，LIPSS）是一种普遍的现象，LIPSS的周期取决于激光条件和材料的性质，在接近入射激光波长到小于波长的十分之一范围变化。这些周期性纳米结构可用于有效地改变材料的性质，并在表面着色、光电特性调控、双折射和表面润湿性等方面有许多应用。氧化铟锡（indium tin oxide，ITO）具有较宽的带隙，对可见光与近红外波段有很高的透射率，ITO薄膜具有较低的电阻率，是液晶面板、新型太阳能电池等元件的重要组成部分。一直以来，发展制备ITO薄膜的新方法，调控ITO薄膜的光电特性是非常重要的研究课题，而在激光加工领域，使用激光在ITO薄膜诱导LIPSS是一个有效且简便的方法。华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室贾天卿教授课题组探究了一种通过飞秒激光直写在ITO薄膜表面加工LIPSS的方法，并详细分析了不同激光参数下加工的ITO薄膜在可见到红外光波段的透射率与其各向异性电导率的变化规律。合适的激光参数可以在ITO薄膜上有效地加工大面积低空间频率的LIPSS，这些LIPSS能够表现出独立纳米导线的特性，并且在电学特性上具有良好的一致性。结果表明，飞秒激光直写过程中并不会改变材料的性质，而且与原始的ITO薄膜相比，具有规则LIPSS的ITO薄膜在红外波段的平均透射率提高了197%。这对于将ITO薄膜表面加工规则的LIPSS作为透明电极应用于近红外波段的光电器件具有重要的意义。如图1，原始ITO薄膜的面电阻各向同性。随着激光能流密度的增加，垂直和水平于LIPSS方向的面电阻迅速增加且变化梯度不同，出现了明显的各向异性导电性，当ITO薄膜表面出现规则且独立的LIPSS结构以后，在一定能流密度范围，ITO薄膜能够在不同方向上显现出单向导电/绝缘的电学特性。图1 扫描速度为3 mm/s时，不同能流密度激光辐照后ITO薄膜的面电阻。图中给出了电学测量中横向（Transverse）与纵向（Longitudinal）的定义通过调节激光的能流密度，可以在一个较大的范围内制备出不同形貌的纳米导线（LIPSS）。图2（a）展示了不同能流密度的飞秒激光加工的纳米导线扫描电镜图像。在能流密度上升的过程中，纳米导线的宽度从537 nm降低到271 nm。纳米导线的高度从平均220 nm降低到142 nm，如图2（b）所示。纳米导线的单位电阻随着能流密度的上升从15 kΩ/mm上升到73 kΩ/mm，这是由于纳米导线的宽度与高度都在同步下降造成的，如图2（c）。图 2 （a）不同能流密度下的纳米导线的扫描电镜图像；（b）纳米导线的高度与宽度随着能流密度的变化情况；（c）纳米导线的单位电阻与电阻率随着能流密度的变化情况如图3，原始厚度为185 nm的ITO薄膜在1200~2000 nm的近红外光谱范围内的平均透射率为21.31%。经过飞秒激光直写后，当能流密度在0.510~ 0.637 J/cm2的范围内，ITO薄膜对于近红外的透过率达到54.48%~63.38%，相较原始的ITO薄膜得到了156%~197%的提高。同时，飞秒激光直写后的ITO薄膜在可见光波段的透过率略微提高且曲线较为平滑。通过调节激光的能流密度，ITO薄膜在近红外的透过率能够得到显著提高，并且能够保持较好的导电性。图 3 扫描速度为3 mm/s时，不同能流密度激光直写后的ITO薄膜的透射率。在0.637 J/cm2时红外波段（1200~2000 nm）透过率为63.38%该工作近期以“Periodic transparent nanowires in ITO film fabricated via femtosecond laser direct writing”为题发表在Opto-Electronic Science （光电科学）。

【科学背景】钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片由于其优异的机械性能和电导率，在航空航天和电子器件等领域显示出了广泛的应用前景，成为当前研究的热点。然而，将MXene纳米片有效地组装成宏观薄膜以应用于实际中却面临诸多挑战。现有的组装方法如真空过滤、刮刀涂布和空间限制蒸发法，尽管取得了一定的进展，但MXene薄膜的取向度和孔隙率仍然难以令人满意，导致其力学性能未能完全发挥。针对这些问题，北京航空航天大学的程群峰教授团提出了利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片的新方法。通过此方法，LM纳米粒子有效地减少了薄膜中的空隙，而BC提供的氢键和LM的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。结果表明，所制备的LBM薄膜不仅具有超强的拉伸强度，还具有优异的电磁屏蔽性能。【科学图文】 图1：LBM薄膜的制备原理及表征。图2. LBM薄膜的界面相互作用表征。图3. LBM薄膜的力学性能和断裂机理。图4. 电磁干扰屏蔽效能的表现。【科学结论】本研究通过利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片，成功制备了超强的宏观LBM薄膜，为解决MXene纳米片组装中的关键问题提供了新的思路和方法。传统方法中，MXene薄膜常面临取向度不足、空隙多等挑战，限制了其在实际应用中的性能表现。LM纳米粒子的引入显著减少了薄膜的空隙率，而BC提供的氢键和LM提供的配位键则加强了MXene纳米片之间的界面相互作用，进一步提高了薄膜的应力传递效率。此外，新方法不仅改善了MXene薄膜的结构完整性，还赋予了LBM薄膜优异的电磁屏蔽性能，拓展了其在电子器件和航空航天等领域的潜在应用。这一研究不仅为MXene纳米片的可控组装提供了新的科学方法，也为其他二维纳米片材料的高效利用提供了借鉴。未来的研究可以进一步探索LM和BC在其他二维材料组装中的应用潜力，推动这些材料在能源存储、传感器和可穿戴设备等领域的广泛应用。文献信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado4257

导体材料是信息交互、电能传输和力、热、光、电、磁等能量转换的基础性材料，在航空航天、新能源汽车、电力线路等领域具有重要应用价值。随着大功率器件的发展，对轻量化、大载流、高导电性材料的需求越来越迫切。单根单壁碳纳米管（SWCNT）拥有极高的载流能力和电导率，载流能力比传统金属铜高出2~3个数量级，电导率更是银的1000倍以上。然而，当SWCNT组装成宏观薄膜的时候，由于碳管间电子/声子散射的影响，载流能力和电导率会显著降低，从而制约SWCNT薄膜在大功率器件领域的应用。 针对上述问题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员康黎星等提出并研制了新型大载流、高导电碳纳米管复合薄膜材料。研究团队采用化学气相输运法将CuI均匀高效地填充到SWCNT管腔中，制备出CuI@SWCNT一维同轴异质结。SWCNT对CuI具有保护作用，保持了CuI的电化学活性，使其能够在恶劣的酸性环境和长期电化学循环下保持稳定性。研究通过电学测量发现，CuI@SWCNT薄膜相较于SWCNT薄膜具有更优的电导率和更强的载流能力，其载流能力提升4倍，达到2.04×107 A/cm2，电导率提升8倍，达31.67 kS/m。  SWCNT填充CuI后，SWCNT中电子流向CuI，导致SWCNT的费米能级降低；同时，CuI@SWCNT一维范德华异质结中SWCNT的结构未被破坏，载流子依然保持高效的传递速率，进而使得CuI@SWCNT薄膜具有更高的导电性和载流能力。CuI@SWCNT复合薄膜在未来高功率电子器件、大电流传输等应用中具有潜力。 相关研究成果以CuI Encapsulated within Single-Walled Carbon Nanotube Networks with High Current Carrying Capacity and Excellent Conductivity为题，发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。

日前，由宝钢股份研究院负责起草的国家标准《辉光放电光谱法定量分析钢铁表面纳米尺度薄膜》，通过了全国微束分析标准化技术委员会的评审。评审专家还建议，鉴于该标准在国际上亦属首次提出，可在适当时候转化为国际标准。 　　对钢铁表面进行涂镀处理，是目前提高钢铁产品抗腐蚀性能的主要途径，如镀锌、彩涂产品等。随着涂镀工艺的发展，真空镀膜、闪镀等新的表面处理技术可以使薄膜厚度减薄至几百个到几个纳米，不仅降低了生产成本，而且减少了环境污染。但是，如何准确控制和分析纳米尺度薄膜的厚度及成分，国际上一直没有统一标准。　　宝钢从2003年开始对纳米尺度薄膜的表征技术展开深入研究，并在国内冶金行业率先应用辉光放电光谱法，积累了丰富的经验。2007年，国家标准委下达了制订《辉光放电光谱法分析钢铁表面纳米尺度薄膜》国家标准的计划。宝钢因在这一领域起步较早，并已具备较强研发实力，理所当然地承担起了该标准的起草工作。　　为做好标准的起草工作，宝钢研究院进行了大量的准确度和精密度试验，并与近20家高等院校、科研院所和钢铁同行开展了技术交流，最终完成了标准起草工作，并顺利通过国家评审。

美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos)于近日宣称，其研究结果表明透明薄膜具有在相对较大面积内吸收光并生产电荷的能力。同时，两家实验室的专家还在《化学材料》(Chemistry of Materials) 期刊上发表了相关文章，称此材料可用于生产透明太阳能电池板或太阳能窗户，从而在实际应用中将吸收的太阳能转换至可使用电力。 六边形的边密集地排列，可吸收强烈光线，也可以方便地进行发电　　据称，此种材料是在半导体聚合物中注入富含丰富碳元素的富勒烯(fullerenes)而制成的。在监控条件下，这种材料可以在数微米大的面积上进行自组装并形成如蜂窝状的可重复网格。此蜂窝薄膜是在聚合物/富勒烯混合溶液中滴入微米大小的水滴使其遍布溶液表层而制成的。随着溶剂的蒸发，此聚合物逐渐形成六角型图案，即蜂巢状外观。　　“虽然这种蜂窝状图案的薄膜此前曾使用聚苯乙烯等传统聚合物进行制作，但此文章首次提出半导体及富勒烯的混合材料可以有效地吸收光线、产生电荷并进行分离电荷。”布鲁克海文国家实验中心的功能纳米材料首席科学家及物理化学家米尔恰• 科特勒特表示(Mircea Cotlet)。　　“此外，由于这种材料的聚合物链只在六角形的边缘处分布稠密，而其余的中心面积则分布非常薄且相对松散，因此其具有较高的透明性。分布稠密的边角处可以更容易地吸收光线并同时促进发电，而中心地带则由于无法吸收足够光线而保持相对透明。” 　　据CFN材料科学家Xu Zhihua先生表示，此大面积图案可应用在许多方面用来生产能源，包括太阳能窗户、透明太阳能电池板及光显示等。　　此蜂窝结构的一致性已被诸多扫描探针和电子显微镜方法验证。此外，结构中的边缘位置、蜂窝中心及网格节点处的光学性质和生产电荷，也已经过共聚焦荧光时间分辨荧光显微镜的测试。　　“溶剂蒸发速率越慢，所产出的聚合物就越紧凑，电荷传输效果也就越好，” 科特勒特在讨论聚合物的形成时指出，他还表示，材料的成型程度取决于溶剂的蒸发速率，同时也就决定了材料的电荷传输速率。　　科特勒特总结道：“我们的工作使我们更深入地了解了蜂窝结构的光学特性。下一步将是使用这些蜂窝薄膜来制作透明柔性有机太阳能电池及其他设备。”

p style="text-indent: 2em "透明导电薄膜是触控屏、平板显示器、光伏电池、有机发光二极管等电子和光电子器件的重要组成部件。氧化铟锡（ITO）是当前应用最为广泛的透明导电薄膜材料，但ITO不具有柔性且铟资源稀缺，难以满足柔性电子器件等的发展需求。单壁碳纳米管（SWCNT）相互搭接形成的二维网络结构具有柔韧、透明、导电等特点，是构建柔性透明导电薄膜的理想材料。但已报道SWCNT薄膜的透明导电性能仍与ITO材料有较大差距。/pp style="text-indent: 2em "因此，进一步提高SWCNT薄膜的透明导电特性是实现其器件应用的关键。分析表明，SWCNT透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。一方面，由于SWCNT之间的接触面积小且存在肖特基势垒，载流子在搭接处的隧穿效应较弱，使得管间接触电阻远高于SWCNT的自身电阻；另一方面，虽然SWCNT的直径一般仅为1-2nm，但由于范德华力的作用其通常聚集成直径几十、上百纳米的管束以降低表面能；管束内部的SWCNT会吸光而降低薄膜的透光率，但对薄膜的电导几乎没有贡献。因此，研制高性能SWCNT柔性透明导电薄膜的关键是获得单根分散、低接触电阻的SWCNT网络结构。/pp style="text-indent: 2em "最近，中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院联合培养的博士研究生蒋松在金属所先进炭材料研究部的导师指导下与合作者采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCNT透明导电薄膜（图1A）。 /pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d1a3d102-e0c5-4683-b29e-cc493258961c.jpg" title="1 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg"/ /span/pp style="text-align: center text-indent: 2em "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "图1. 单根分散、具有碳焊结构的SWCNT网络。/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（A）典型TEM照片；（B）单根SWCNT的百分含量统计；/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（C-D）无碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性；/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（E-F）有碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性。/span/pp style="text-indent: 2em "通过控制SWCNT的形核浓度，所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在（图1B），其余主要为由2-3根SWCNT构成的小管束。进而，通过调控反应区内的碳源浓度，在SWCNT网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构（图1A）。/pp style="text-indent: 2em "研究表明该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCNT间的肖特基接触转变为近欧姆接触（图1C-F），从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征，所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω □-1；经硝酸掺杂处理后，其方块电阻进一步降低至25Ω □-1，比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上，并优于柔性基底上的ITO（图2A-B）。利用这种高性能SWCNT透明导电薄膜构建了柔性有机发光二极管（OLED）原型器件，其电流效率达到已报道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍（图2C-D），并具有优异的柔性和稳定性。/pp style="text-align: center text-indent: 2em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/31a1c88d-964d-4fda-af47-d5b192bb42f2.jpg" title="2高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "图2. SWCNT 柔性透明导电薄膜和SWNCT 有机发光二极管。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "（A-B）SWCNT 柔性透明导电薄膜的光学照片及其透明导电性能对比；（C-D）SWCNT 有机发光二极管原型器件的光学照片及其光电性能对比。/span/pp style="text-indent: 2em "该研究从SWCNT网络结构的设计与调控出发，有效解决了限制其透明导电性能提高的关键问题，获得了具有优异柔性和透明导电特性的SWCNT薄膜，可望推动SWCNT在柔性电子及光电子器件中的实际应用。主要研究结果于5月4日在Science Advances在线发表（Sci. Adv. 4, eaap9264 (2018)，DOI: 10.1126/sciadv.aap9264）。该研究工作得到了科技部、基金委、中科院等部署的相关项目的支持。/p

【科学背景】随着纳米科技的迅猛发展，二维纳米材料作为一类重要的新兴材料，因其独特的电子、光学和机械性能，引起了广泛的关注。其中，钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片由于其优异的机械性能和电导率，显示出在航空航天和电子器件等领域的巨大应用潜力。然而，将MXene纳米片从单层的优异性能扩展到宏观尺度的应用中却面临着诸多挑战。目前报道的组装方法如真空过滤、刮刀涂布和空间限制蒸发等，虽然在一定程度上可以制备MXene薄膜，但仍然存在诸如取向度不高、孔隙率较大以及界面相互作用弱等问题。例如，通过真空过滤制备的MXene薄膜取向度仅为0.64，其机械性能显著低于单层MXene的理论值。有鉴于此，北京航空航天大学的程群峰教授团队在“Science”期刊上发表了题为“Ultrastrong MXene film induced by sequential bridging with liquid metal”的研究论文。一种新的制备策略——利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片，被提出并成功实施。这种方法不仅通过LM纳米粒子有效减少了MXene薄膜的孔隙，还通过BC提供的氢键和LM提供的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。研究结果表明，这种LBM薄膜不仅具有极高的拉伸强度，还表现出优异的电磁屏蔽效率，为MXene纳米片在宏观尺度应用中的进一步开发提供了新的思路和方法。【科学图文】 图1：LBM薄膜的制备原理及表征。图2. LBM薄膜的界面相互作用表征。图3. LBM薄膜的力学性能和断裂机理。图4. 电磁干扰屏蔽效能的表现。【科学结论】本文克服钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片组装过程中的关键挑战，提出了一种创新的策略，即利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片，成功制备了超强的宏观LBM薄膜。通过LM纳米粒子的引入，有效减少了薄膜的空隙，同时利用BC提供的氢键和LM提供的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。这些改进不仅显著提高了MXene纳米片在薄膜中的应力传递效率，还赋予了LBM薄膜优异的电磁屏蔽性能。这一研究不仅为MXene纳米片及其他二维纳米材料在高性能材料领域的应用提供了新的设计思路和解决方案，还展示了多层次、多材料协同作用的重要性和潜力。未来的研究可以进一步探索和优化这种组装策略，以扩展其在能源存储、传感器技术和柔性电子设备等领域的应用，从而推动纳米材料设计和制备技术的发展，实现更广泛的实际应用和产业化转化。文献信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado4257

近年来，磁性斯格明子受到了广泛的关注。这些拓扑保护的非共线磁性自旋结构纳米粒子稳定在反转对称破坏的磁性化合物中，是手性洛辛斯基-莫里亚相互作用(DMI)以及铁磁交换相互作用的结果。为广泛研究的自旋结构先是在单晶和外延薄膜中非中心对称B20化合物中观察到的类布洛赫斯格明子，其次是在超薄铁磁层和重金属层形成的薄膜异质结构中的斯格明子。对非共线自旋结构的观察很多都是利用从晶体中提取的薄片进行的。磁性纳米粒子，即反斯格明子和布洛赫斯格明子，已被发现同时存在于由具有二维对称的反四方赫斯勒化合物形成的单晶片层中。然而，制作四方赫斯勒化合物的薄膜以及在其中的自旋结构测量仍然具有挑战性。图1. 100K温度MFM成像研究35 nm厚Mn2RhSn薄膜中纳米磁性结构的演化 通过各种直接成像技术可以在真实空间中观察到斯格明子。近期，德国科学家Parkin等人使用低温强磁场磁力显微镜(MFM)成像来研究[001]取向的Mn2RhSn薄膜中的磁性结构。图1展示了在100K下随磁场增加而变化的典型MFM结果。为了进一步研究Mn2RhSn薄膜中观察到的纳米物体的稳定性，在矢量磁场存在下对35 nm厚的薄膜进行了MFM测量（图2）。图2 ：200K温度下，35 nm厚Mn2RhSn薄膜中纳米粒子在矢量磁场中的稳定性科学家在很大的温度范围内(从2k到280K)和磁场的作用下观察磁性纳米物体，从研究结果可知，形成不同的椭圆和圆形的大小孤立粒子取决于场和温度（图3）。此外，借助于由MFM产生的局部磁场梯度，科学家还演示了这些纳米粒子的产生和湮灭（图4）。图3. 35 nm厚Mn2RhSn薄膜中, MFM研究不同温度下的纳米粒子， 图a-f分别是5K， 50K, 100K, 150K, 200K, 250K温度下MFM成像数据 图4. 基于MFM显微探针技术控制35 nm厚Mn2RhSn薄膜中纳米粒子的产生和湮灭综上所述，由磁控溅射形成的Mn2RhSn外延薄膜中存在磁性纳米粒子。类似于单晶薄片，这些纳米粒子在广泛的尺寸范围内以及在磁场和温度下都具有稳定性。然而，纳米粒子并没有形成明确定向的阵列，也没有任何证据发现螺旋自旋结构，这可能是薄膜中化学顺序均匀性较差导致的结果。然而，在外延薄膜中发现了沿垂直晶体方向的椭圆扭曲纳米粒子，这与在单晶片中观察到的椭圆布洛赫斯格明子一致。因此，这些测量结果为Mn2RhSn薄膜中非共线自旋结构的形成提供了强有力的证据。实验结果表明，在这些薄膜中，可以利用磁性的局部磁场来删除单个纳米物体，也可以写出纳米粒子的集合。 低温强磁场原子力/磁力显微镜attoAFM/MFM I主要技术特点：温度范围：1.8K ..300 K磁场范围：0...9T (取决于磁体, 可选12T，9T-3T矢量磁体等)工作模式：AFM（接触式与非接触式）, MFM样品定位范围：5×5×4.8 mm3扫描范围: 50×50 μm2@300 K, 30×30 μm2@4 K 商业化探针可升PFM, ct-AFM, CFM，cryoRAMAN, atto3DR等功能 图5. 低温强磁场原子力磁力显微镜以及attoDRY2100低温恒温器 参考文献：[1]. Parkin et al, Nanoscale Noncollinear Spin Textures in Thin Films of a D2d Heusler Compound，Adv. Mater. 2021, 33, 2101323.

一基本介绍高温纳米压痕仪的主要用途是获得薄膜和材料在一定温度下的微观力学性能，其力学性能随温度变化的特性具有巨大的工业和科学意义。但高温测量中存在热漂移，信号稳定性（噪声），表面氧化和尖端样品反应的困难，安东帕研发了一种新型的高温真空纳米压痕仪，该压痕仪能够完成在特定温度下的超稳定的测量，是一款商业化的高温纳米压痕仪。二工作原理该系统基于超纳米压痕测试仪（UNHT），该测试仪利用一种主动表面参照技术，该技术包括两个独立的轴，一个用于表面参照，另一个用于压痕。在这种对称结构和差分深度测量技术中使用的极硬且热膨胀系数非常低的材料导致系统的柔量可忽略不计，并且热漂移率非常低。这样就可以进行稳定且长期的测量（例如蠕变测试），而不必担心漂移和噪声。每个轴都有自己的执行器，位移和负载传感器。对于两个轴，通过压电执行器A1和A2施加位移。压头和基准上的负载是从弹簧K1和K2的位移获得的，这些位移是用电容式传感器C1和C2测量的。压头的位移是通过差分电容传感器C3相对于基准进行测量的。精确的反馈回路确保连续控制压头和基准上的法向力。三针尖与样品表面温度的匹配-热漂移最小化实验过程中热电偶读取的温度不是压头和参比端以及样品表面的真实温度。因此，压头和样品的表面温度需要精确匹配，以避免热量流过触点，从而避免热漂移。我们开发了以下3个步骤的程序来匹配此压头的尖端样品表面温度：a.将压头尖端放在距离样品表面约100微米以内的位置，并使用PID控制将样品和尖端加热到目标温度。现在，安装在压痕头上的热电偶将直接与样品表面接触。将样品表面温度调节至目标温度。温度稳定后，请切换至恒定功率模式以防止瞬时温度波动b.温度粗调：通过调整针尖加热过程中热电偶的温度，以最大程度地减大载荷压入样品表面时引起针尖的温度变化c.温度微调：进一步微调针尖加热过程中的功率，以达到零热漂移率(a) 长时间蠕变测试时的压痕温度(b) 通过粗调压头温度，以最大程度减少接触产生时的温度变化(c) 直接在热漂移测量过程中微调压头的加热功率安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

经过30多年的发展，纳米孔在核酸测序领域已经成功实现商业化，在分子诊断领域（分析化学）也取得了巨大的进步。期间，研究者发展了不同种类的纳米孔，包括蛋白质纳米孔、高分子纳米孔、玻璃纳米孔和各种无机薄膜纳米孔。于此同时，理论研究和各种功能化技术也逐渐完善。研究内容从核酸测序扩展到对药物小分子、蛋白质、核酸碱基突变及其他一些重要的对象进行检测。本文主要介绍王家海教授团队在纳米孔领域取得的一系列进展和成果。（一）将纳米孔的离子整流现象运用到分析化学，提高纳米孔的应用范围和深度2008年之前，基于纳米孔的分子检测主要使用电阻脉冲方法（Resistive-pulse method）（图1）：在纳米孔两边施加电压时，纳米孔一端的离子在电场的作用下通过纳米孔，可观察到稳定的恒电流；当带有一定体积和电荷的探测物存在于溶液中时，电场的作用使其通过纳米孔，纳米孔中的离子浓度临时改变，可观察到一系列的电阻脉冲峰（Resistive pulse）。根据峰的大小、持续的时间和频率，即可对探测物进行定量和定性测量。图1. 基于蛋白质纳米孔的电阻脉冲方法电阻脉冲方法高度依赖纳米孔的孔径、稳定性、长度和表面的电荷及表面功能基团。譬如用于基因测序的蛋白质纳米孔，孔径只有两纳米左右。这些苛刻的要求，限制了该方法广泛用于生物体系中不同对象的探测及其实用化。因此发展新方法能使纳米孔分析化学应用更广泛和深入。2008年，为了提高纳米孔在分析化学上使用范围和深度，把离子整流现象运用到分析化学（Nanomedicine, 2008, 3, 13-20）。相关工作两次在国际大会进行专题报告。离子整流方法：在锥形纳米孔（带负电）两端实行电压扫描时，观察到一个非线性的电流对电压的曲线（I-V curve）；把带正电的探测物置于溶液，探测物会选择性吸附到锥形纳米孔内表面，探测物改变或逆转了孔内表面电荷数目，当再次对锥形纳米孔两端实行电压扫描时，会观察到一个改变的非线性的电流对电压的曲线，通过对电流改变值进行分析，即可对探测物进行定量分析（图2）。图2. 基于锥形纳米孔的离子整流方法随后，该团队进一步把这个原理运用于探测不同疏水性药物小分子（Talanta, 2012, 89, 253-257）。药物检测原理如下（图3）：（1）当不断改变药物分子在锥形纳米孔小端一侧的浓度时，观测到一系列变化的电流电压曲线。当药物分子达到一定值时，药物在纳米孔内的吸附达到饱和，电流电压曲线不再发生变化，这时候表面覆盖率达到1。（2）没有药物分子的时候，药物表面覆盖率为0，电流电压曲线为黑线。对应一定药物浓度的表面覆盖率，可以利用特定电压所对应的电流计算。（3）表面覆盖率与药物在溶液中的浓度和药物与表面的结合常数相关联。（4）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。不同疏水小分子在薄膜上的吸附能力不一样，所以可以用电流电压曲线区分不同小分子（图4）；小分子Hoechst 33342 在20微摩尔时薄膜内表面吸附达到饱和（图4A），分子Propidium Iodide 在1毫摩尔时薄膜表面吸附达到饱和（图4B）。分子Bupivacaine hydrochloride 在8毫摩尔时在薄膜内表面吸附达到饱和（图4C）。图3. 离子整流定量检测药物分子。（A）不同浓度的药物引起不同的离子整流和电流电压曲线。（B）药物在纳米孔表面的覆盖率可以通过相对电流改变量计算。（C）药物表面覆盖率与溶液中的药物浓度和药物与表面的结合常数通过Langmuir方程式相关联。（D）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。图4. 区别不同疏水性带正电的药物小分子。（A）对应于小分子Hoechst 33342的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（B）对应于小分子Propidium Iodide的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（C）对应于小分子Bupivacaine hydrochloride的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。相对于电阻脉冲方法，离子整流方法带来新的期待，它对纳米孔大小、表面修饰、膜厚度的要求都比电阻脉冲方法宽松很多。尽管如此，离子整流仍然需要更进一步的发展：高分子膜中50纳米以下纳米孔在电镜的观测下，会变形，测量不准，误差很大，且操作费事；高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内的分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面修饰差很多；基于高分子纳米孔离子整流，离子整流的整流系数变化还不太理想，使整个体系的检测限与其他表面技术和荧光方法相比较，还有一定差距；离子整流的应用范围需要继续扩展。（二）发展基于光透射技术的纳米孔孔径测量方法此前常用的表征核孔膜孔径的方法有电子扫描显微镜（SEM）和光学显微镜。SEM测试费用昂贵，操作时间长。光学显微镜只能测量微米尺度以上的物体。况且这两种方法都不能够实现在线监测。为了纳米孔孔径测量更方便，测量时孔径不变化，该团队发展了一种基于光透射技术的测量方法（Chem. Commun., 2013, 49, 11451-11417）。运用紫外分光光度计测量出核孔膜的大小（图5），可以覆盖50纳米到1微米的区间，有望填补在线检测核孔膜生产的技术空缺。该团队发明的这个方法，优势在于简单（图6），可以生产出微型化的装备快速检测孔径大小（图7），主要运用于高分子核孔膜的制备与表征（Track-etched Membrane），实现实时在线检测。该团队已经基于该方法开发了相关检测仪器，已经与企业开始技术转化洽谈。[1]图5. 核孔膜孔径在增大的过程中孔的周边会有一个缓冲带，这个区域会随着孔径增大而同时变大，会反射光。逐渐增大的缓冲带会使薄膜越来越不透明图6. 薄膜仅仅需要放在紫外样品池支架上（静电吸附）图7. 核孔膜孔径与光反射log值呈现良好的线性关系（三）设计无探针修饰的纳米孔分析平台，消除限域纳米孔内立体阻碍的干扰高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内立体阻碍对探针和被测物之间的相互作用有很大的影响，造成纳米限域内分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面的修饰差很多。针对这个不足之处，该团队设计了无探针修饰的纳米孔分析平台（Microchim. Acta, 2015, 59, 4946-4952 Talanta, 2015, 140, 219-225 Biosens. Bioelectron., 2015, 63, 287-293 J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 6371-6377）。在运用纳米孔作为检测平台时，探针修饰是常用的做法，但这种方法有不足之处，譬如纳米孔内表面的立体阻碍，影响检测限的优化。纳米孔内高电场也影响了探针在孔内的稳定性。在该团队的工作中，探针游离在溶液当中，可以高选择性的和目标对象结合（多余的探针被单碳纳米管除去），只有结合了目标物的探针才能被纳米孔吸附，从而改变纳米孔表面的电荷，因此能用纳米孔选择性检测目标分子。这个新方法的优势在于，探针与目标对象的作用完全在溶液中，不受表面影响。将该方法用于对三价镉离子的探测，仅仅通过选择适当的缓冲溶液就可以做到。图8. （a-c）在纳米孔表面吸附高分子PEI，然后吸附Zr4+离子，纳米孔具备吸附核酸探针的能力；（d）与探测物结合的核酸适配体吸附到纳米孔表面，没有与检测对象相结合的自由核酸适配体被单壁碳纳米管吸附带走。纳米孔表面的电荷改变可以通过离子整流探测。基于高分子的纳米孔整流器容易发生非特异性吸附，尤其是含有胺基的小分子容易吸附在纳米通道表面，这会降低纳米通道传感器的效率。该课题组利用主客体相互作用来消除过量小分子的影响，在检测三聚氰胺中利用环糊精（Cyclodextrin）解决了这一个问题。与单壁碳纳米管（SWNTs）相结合，β-环糊精（β-CD）为涂覆有聚乙烯亚胺（PEI）和锆离子（Zr4+）的锥形纳米通道提供了优异的传感性能。以三聚氰胺为检测对象，制备的纳米通道可以选择性检测三聚氰胺诱导的双链DNA（dsDNA）（Biosens. Bioelectron., 2019, 127, 200-206）。全部工作在广州大学完成。图9. 环糊精可以屏蔽三聚氰胺的非特异性吸附（四）借助纳米通道支撑基底，发现高分子膜材料上具备完美的离子二极管效应和离子整流现象高分子纳米孔离子整流系数变化不够大，其检测能力与其他表面技术和荧光方法还有一定差距。通过提高纳米孔的离子整流效率可以进一步降低检测限。借助纳米通道基底，该团队发现气体高分子响应膜材料上完美的离子二极管效应和离子整流现象（RSC Adv., 2015, 5, 35622-35630）。二极管效应早先是电子二极管很重要的一种现象，有广泛的应用实例。在后来的蛋白质纳米通道中也发现了二极管效应，与电子二极管不同的是电流的载体是离子，这种效应是离子二级管效应，其原理也被其他人工材料采用。本文发明了一种全新的离子二极管，并用新的物理化学机理解释了超薄气体响应高分子膜的这种离子二极管效应。该高分子膜除了可以应用在油水分离、海水淡化和能源隔膜等领域中，对应用在分析化学中也是很有前景，其离子整流系数达到几万倍，几乎接近完美。图10. （A）和（D）核孔膜电镜图（200 nm），（B）和（C）长满高分子膜的PET膜的上下两面。（E）和（F）高分子膜的厚度（1.6 μm）。图11. 只要调换溶液和控制电压方向，就可以制备可开关的离子二极管。电压方向可以控制离子在薄膜附近的浓度，从而引起薄膜亲水或者疏水。（五）运用离子整流解释高分子薄膜内羧基可以带正电纳米孔分析化学的应用范围需要继续扩展，譬如运用离子整流观测表面化学反应，把纳米孔集成到微小器件中用于体内检测。2011年该团队运用离子整流解释了高分子薄膜内羧基可以两步质子化反应带正电（Nanoscale, 2011, 3, 3767-3773）。发现不对称锥形纳米孔内新的物理和化学性质：聚脂薄膜内表面的羧基可以通过两步质子化使薄膜内带负电荷、呈中性、带正电荷三种状态。该工作打破了近十年的传统观念，以前认为薄膜内表面只能具备带负电荷、呈中性两种状态。表面羧基（COOH）是由NaOH刻蚀聚脂薄膜PET产生的，在中性溶液中薄膜内表面带负电荷（COO-），在溶液pH 下降到3 或更低时，电流电压曲线发生反转。要通过电流电压曲线观测到这个现象，需在比较宽电压范围内扫描。图12. 不需要生物化学修饰的离子整流器。（A）锥形纳米孔图，（B）薄膜表面电荷性质发生变化。（六）将二维纳米孔折叠成三维微米器件，用于细胞培养和药物释放目前基于纳米孔的分析检测都是在体外进行，要想将更加先进的检测技术运用到体内，必须和能用于体内的其他智能化的微小器件相结合。该团队曾经把二维的纳米通道折叠成三维的微米器件（Nano, 2009, 4, 1-5）。这种立体盒子的每个面都带有纳米孔，可以进一步功能化。该立体盒子（微米）可以用作细胞存放的容器，譬如能产生胰岛素的细胞。盒子的每一面的纳米孔都能感知周围的环境，根据需要用于营养成分的交换，保证盒内的细胞正常生长，并且在体内为患者提供源源不断的胰岛素。还可以把其他的药物分子放入微米器件内，为患者提供帮助。该工作只是初步的把纳米孔和其他先进器件相结合，后续的应用还需要更多的研究工作。图13. 三维纳米孔器件（七）小分子功能化的纳米孔通道可以调控离子流在家禽业中滥用金刚烷胺（ADA）及其衍生物作为兽药，可能会给人类带来严重的健康问题。因此，迫切需要开发一种快速、廉价、超灵敏的ADA检测方法。该团队建立了一种灵敏的锥形纳米通道传感器，利用主客体竞争的独特设计快速定量检测ADA。该传感器使用对甲苯胺类对纳米通道表面进行功能化来构建，然后用葫芦素（Cucurbit[7]uril，CB[7]）组装而成。当ADA加入时，由于主客体的竞争，它会占据CB[7]的空腔，使CB[7]从CB[7]-p-甲苯胺类络合物中释放出来，导致纳米通道的疏水性发生明显变化，这可由离子电流确定。在最佳条件下，该策略允许在10-1000 nM的线性范围内灵敏检测ADA。基于纳米通道的ADA传感平台具有高灵敏度和良好的重复性，检测限为4.54 nM。该文首次利用纳米通道系统实现了基于主客体竞争的非法药物快速、灵敏的识别，并详细阐述了该方法的原理和可行性。该策略为将主客体系统应用于小分子药物检测纳米通道传感器的开发提供了一种简单、可靠、有效的方法（Talanta, 2020, 219, 121213）。全部工作在广州大学完成。图14. 葫芦素调控的纳米孔检测三维金刚烷胺（ADA）（八）核酸纳米结构作为纳米孔信号传导载体检测病毒基因片段运用纳米孔直接检测小分子或者其他目标对象挑战性非常大，如果把对目标对象的检测转化成对核酸纳米结构的检测，可以解决很多以前不能解决的问题（Analyst, 2022, 147, 905-914）。特别是，具有明确三维纳米结构的DNA四面体是用作信号传感器的理想候选。该团队展示了在反应缓冲液中检测HPV18的L1编码基因作为测试DNA靶序列，其中连接DNA四面体到磁珠表面的长单链DNA被靶DNA激活的CRISPR-cas12系统切割。DNA四面体随后被释放，可以通过玻璃状纳米孔中的电流脉冲进行检测。这种方法有几个优点：（1）一个信号传感器可以用来检测不同的目标；（2）孔径比目标DNA片段大得多的玻璃状纳米孔可以提高对污染物和干扰物的耐受性，避免纳米孔传感器性能的降低。图15. 纳米孔结合CRISPA-cas12 检测病毒片段王家海教授简介王家海，广州大学化学化工学院教授、研究生和博士后导师，2008年5月美国University of Florida化学系毕业，师从Charles R. Martin；2008年5月至2009年1月，美国约翰霍普金斯大学化学生物工程系博士后，从事微纳米器件加工课题，致力于智能器件的设计及其应用性能的探讨；2009年1月至2014年8月，分别在中科院苏州纳米所和长春应用化学研究所任副研究员，从事体外诊断纳米孔检测相关的技术开发。2014年10月加入山东大学，任研究员，从事氢能源催化剂材料的开发。2017年至今加入广州大学，百人计划教授。入选中国科学院首批促进会会员，广州市高层次青年后备青年人才，全球顶尖十万科学家之一。目前团队研究方向包括能源催化材料、锂电池、生物化学传感器、纳米孔单分子计数器和5G通讯。代表性成果发表在Advanced Materials、Biosensor and Bioelectronics、J. Am. Chem. Soc.、Nano Letters 等国际著名期刊上。精彩会议预告：点击图片免费报名参加“第五届基因测序网络大会”

p　　2018年4月25日，由中国真空学会组织，华中科技大学“长江学者”缪向水教授团队和武汉嘉仪通科技有限公司共同完成的“薄膜材料热特性测试技术及仪器”科技成果鉴定会在武汉举行。/pp　　会议由中国真空学会常务副秘书长刘锋主持，鉴定委员会主任由武汉理工大学张联盟院士担任，清华大学潘峰教授、浙江大学韩高荣教授、中国计量科学研究院任玲玲研究员、哈尔滨工业大学朱嘉琦教授、华南理工大学曾德长教授、湖北省质量技术监督局特种设备检验检测研究院吴遵红研究员等作为专家共同参加此次成果鉴定会。/pp　　新材料是国家重点部署的五大颠覆性技术领域，颠覆性的新材料迫切需要颠覆性的测试技术，我国2万亿新材料产业的蓬勃发展催生了巨大的材料检测仪器需求。而薄膜化是当前新材料产业的发展趋势，随着薄膜厚度逐渐减小到纳米尺度，传统的热特性测试仪器对纳米尺度薄膜材料的热特性测试束手无策。/pp　　华中科技大学和武汉嘉仪通科技有限公司经过七年的努力，以“薄膜材料热特性测试技术及仪器”为主攻方向，突破了传统热分析仪器的对低维材料热特性检测的限制，成功研制出薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、热导率及塞贝克系数等一系列热特性测试技术和仪器，并已销售百余台，在三十多家单位实现了示范应用，且出口至美国、英国等海外市场，带来了较好的经济效益。项目共获授权专利25项，仪器荣获“湖北省十大科技事件”、“武汉市最具影响力十大科技事件”等奖励。美国陶瓷学会官方网站首页刊登了采用该项目技术开发的薄膜热分析仪器宣传片，并报道“获得了一个看似不可能的实验数据”。其测试方法被材料领域国际权威杂志及学者多次引用。/pcenterimg alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289833941.jpg" height="363" width="550"//centerp　　25日一大早，任玲玲研究员和吴遵红研究员便来到现场，对本次鉴定成果的4款仪器的各项指标进行现场测试，并出具测试报告。下午15:00会议正式开始。会议首先由中国真空学会常务副秘书长刘锋宣读了此次鉴定会的批复文件和鉴定委员会专家名单。随后，项目负责人缪向水教授从薄膜材料热特性测试的背景、现状、发明的技术原理、核心专利、与现有仪器的性能对比以及项目产业化后产生的经济社会效益等方面，向各位专家进行了详细汇报，得到专家组成员的一致认可。随后项目组成员童浩老师宣读了查新结论，测试小组组长任玲玲研究员介绍了鉴定项目的测试结果，用户代表介绍了鉴定项目在公司的应用情况。/pcenter style="text-align: center "img alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289840563.jpg" height="383" width="550"//centerp　　项目汇报结束后，专家委员会成员现场考察项目成果，听取了项目组成员对项目技术原理、研发过程以及应用情况的讲解。张联盟院士和专家们对本项目在低维材料热特性检测方面的创新工作表示高度赞赏，认为非常巧妙，并给出了非常好的建议。此后，项目负责人缪向水教授及项目组成员就各位专家提出的疑问给予了详细解答。/pcenterimg alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289841396.jpg" height="363" width="550"//centerp　　最后鉴定委员会一致认为“该成果创新突出，整体处于国际先进水平，在纳米级薄膜的相变温度测试以及薄膜面内热导率测试等方面达到国际领先水平。”并一致同意通过鉴定。/p

neaSCOPE是德国neaspec公司推出的全新一代散射式近场光学显微镜（简称s-SNOM）。neaSCOPE基于散射式核心设计技术，不依赖于入射激光的波长，很大程度上提高了光学分辨率，能够在可见、红外和太赫兹光谱范围内，提供优于10 nm空间分辨率的光谱和近场光学图像。neaSCOPE同时支持s-SNOM功能与纳米红外（nano-FTIR）、针尖增强拉曼（TERS）、超快光谱（Ultrafast）和太赫兹光谱（THz）进行联用，实现高分辨光谱和成像。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的优选科研设备，在等离子激元、二维材料声子极化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。本文将概述neaSCOPE在不同领域发表的高水平文献。 neaSCOPE纳米光谱与成像系统一、高效有机光伏材料nature materials 对于有机光伏材料来说，在纳米尺度上的供受体结构域的形貌控制是提高其激子的扩散和解离、以及载流子的传输和复合损耗抑制效率的关键所在。本文展示了一种基于多个不同长度尺度的三元供受体形貌生成的双原纤维网络。这种结构形貌是通过辅助共轭聚合物结晶器和非富勒烯受体丝组装结合使用得到的。本研究的关键点在于使用neaSCOPE纳米光谱与成像系统对双原纤维网络PM6/L8-BO有强烈红外信号对比度的1648/1532 cm-1波段进行纳米级的红外成像。在此之上，通过对横跨图像的线方向进行数据的采集与分析，文章估算出其材料的供体与受体原纤维的直径分别为22.1 nm和 22.6 nm。并就此得出结论：其供受体结构域这种较低的混合体积导致材料拥有了较低的配对重组率和较高的填充因子。 综上所述，通过利用这种双原纤维网络的形貌结构，该研究将损耗最小化，能力输出最大化，使得在单结有机光伏材料中获得20%的能量转换效率成为了一种可能。 Zhu et al., nature materials 21, 656 (2022)二、催化剂的分子特性J. Am. Chem. Soc. 明确地鉴别催化剂中毒的类别需要具有纳米级空间分辨率和提供吸附物的吸附位点和其吸附几何形状的详细的化学结构和表面官能团的准确信息。时至今日，不通过牺牲化学特性就在纳米级尺度上研究金属/金属氧化物界面的催化剂硫中毒还是一项非常困难的工作。本研究利用纳米傅里叶红外光谱和扫描式近场光学显微镜（nano-FTIR & s-SNOM）在纳米尺度上鉴定了基于Pd（纳米盘）/Al2O3(薄膜)平面模型催化剂表面上的硫基催化剂中毒的化学性质、吸附位点和吸附几何形状。在此之上，本研究揭示了对于单个Pd纳米粒子来说，即使只是所用的硫酸盐种类有纳米颗粒之间的不同，也会使硫中毒有所不同甚至产生巨大的变化。 nano-FTIR & s-SNOM提供关键的分子级视角对于开发具有更长寿命的高性能多相催化剂至关重要。 J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8848&minus 8860三、固态电池Nature Communications 固态电池因其各种各样的优势（比如更高的安全性和能量密度），拥有显著影响能源存储行业的潜力。不过，电极/电解质界面的物理化学性质和过程仍然是其需要面对的挑战。因此，对此类界面的原位表征以及对催化工程方案的科学性理解的揭示变得十分需要。在本研究中，作者利用了各种尺度的原位显微镜（光学、原子力和红外近场）以及纳米傅里叶红外光谱nano-FTIR对电化学操作生成的石墨烯/固体聚合物电解质界面进行了无损表征。作者发现固体聚合物电解质固有的纳米结构和化学异质性在镀锂和脱锂的过程中引发了一系列额外的纳米级界面异质性；这其中包括锂离子电导率、电解质分解和界面形成的异质性。 He et al.. Nature Communications 13. 1398 (2022)四、纳米系统的光电特性Applied Surface Science 碳纳米管（CNTs）, 石墨烯纳米带, 以及过渡金属二硫属化物（TMDCs）等纳米尺度系统的光电特性是由它们的介电函数决定的。这个复杂的与频率相关的函数受激子共振、电荷转移效应、掺杂、样品的应力和应变以及其表面粗糙度影响。对于此介电函数的了解使科学家能够探知材料的透射和吸收特性。在本研究中，研究者使用扫描式近场光学显微镜s-SNOM相关的技术提取了局部区域介电变化的数据。并在此之上，将s-SNOM测量的结果与空间分辨光致发光（PL）光谱和开尔文探针力显微镜(KPFM)测量的结果相关联。 将s-SNOM与局域光致发光结果相关联是识别和表征层间激子的有力工具。这种新颖的方法也开始在低维系统（碳纳米管和石墨烯纳米带）上得以应用。 Applied Surface Science 574 (2022) 151672

p　　安东帕近日宣布推出新型高温纳米压痕测试仪UNHT³ HTV。作为测量低载荷下纳米尺度机械性能的测试系统，UNHT³ HTV可用于测量温度在 800 ° C 以下的薄膜和涂层的硬度和弹性模量。其专利 UNHT 技术与独特的加热功能结合，可提供在任何温度下的高稳定性测量解决方案。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201702/insimg/71016a8c-f6a0-4c09-81ab-e26ce87e40b8.jpg" title="UNHT3_HTV_w.jpg"//pp　　UNHT3 HTV的核心是基于非常成功和专利的超纳米压痕试验机(UNHT)。/pp　　测量头已针对高温操作进行了优化，并结合了正在申请专利的样品台，可以在工作范围内的任何温度下进行测量，并具有最高的热稳定性。这样的测量特性引发了研究人员的兴趣：/pp　　环境条件下最低热漂移 ( 0.5 nm/min) 和整个温度范围内最低热漂移 ( 3 nm/min)。/pp　　最高载荷框架刚度 ( 106 N/m) 和最低框架柔度 ( 0.1 nm/mN)：两套独立的位移和载荷传感器与高精度电容传感器结合，可选择“实际深度”和“载荷控制”模式。/pp　　高真空系统具有 5 轴磁悬浮涡轮泵和缓冲系统，允许在测量期间关闭初级泵，使泵振动降至最低。/pp　　独特的加热控制系统(3 项专利待批)，采用3 个红外 (IR) 加热器分别用于给压头、参比 压头和样品加热，以及 4 个热电偶用于将样品表面温度控制到 变化在0.1° C 内。/pp　　符合 ISO 14577 和 ASTM E2546 国际标准/ppbr//p

表面声子极化激元(SPhPs)是由红外光和光学声子之间的耦合产生的，被预测有助于沿极性薄膜和纳米线的热传导。然而，迄今为止的实验工作表明SPhPs的贡献非常有限。近日，美国范德比尔特大学Deyu Li教授研究团队通过测量没有覆盖Au金属层和覆盖了Au金属层的3C-SiC纳米线的样品的热导率，成功证实了SPhPs对其热导率大小的影响。由SPhPs的预衰减所引起的热传导增加甚至超过了兰道尔基于玻色-爱因斯坦分布所预测极限的两个数量级。这进一步揭示了SPhPs对材料热导率的显著影响，也打开了通过SPhPs调节固体中的能量传输的大门。文章以《Remarkable heat conduction mediated by non-equilibrium phonon polaritons 》为题，发表于Nature 期刊上。 本文中，研究者通过分辨率优于10 nm的近场光学显微镜对其手中的两类纳米线进行了表征。其中S1为缺陷较小的纳米线，而S2则为层错较多的纳米线。通过对纳米线进行865 cm-1中红外激光的赝外差成像（SNOM），研究者成功获得了两类纳米线的纳米级相位成像。如下图所示，在层错较多的Sample S2中，SPhPs的传播衰减非常迅速。而在结构缺陷较少的S1， 这种衰减则要小得多。Sample S1： Sample S2： 随后，作者通过将德国Neaspec公司的散射式近场光学显微镜（s-SNOM）和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR联用，沿下图图a中的箭头方向对S1采集了610 - 1400 cm-1波数范围内的光谱。这一范围已经包括了3C-SiC纳米线全部的剩余射线谱带。其中对TO 和 LO 频率的较强振幅反馈和这种反馈沿箭头方向的衰减进一步证明了SPhPs在S1中的存在。以上结果表明层错的存在是使其成为SPhPs散射的决定性因素，而这种因素与温度的变化并不相关，进一步证明了在S1中，SPhPs是导致热导率变化的决定性因素。 值得注意的是，为了测量SNOM和Nano-FTIR，两类纳米线都被放置在了300 nm厚的SiO2薄膜基底上，相比单独存在的纳米线，放在SiO2薄膜基底上的两类样品的SPhPs的传播距离都大大减小，而信号衰减速度大幅增加，这对设备采集信号的信噪比和光学成像的空间分辨率都提出了更高的要求。 文中使用的散射式近场光学显微镜（s-SNOM）和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR能够在10 nm的空间分辨率下实现对材料的红外光谱表征，且得到的光谱能与传统FTIR，ATR-IR的红外光谱一一对应。同时，该技术具有无损伤、无需染色标记、快速且适用性广等优点，为本实验的红外及光学成像等研究起到了关键性作用。 neaspec散射式近场光学显微镜（s-SNOM）及纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR 综上所述，通过使用Neaspec近场光学显微镜，研究者建立并证明了SPhPs传播和材料热导率变化的关联性。也为将来通过SPhPs调节固体材料的热传导提供了可能性。这种调节可以在很多薄膜材料中抵消尺寸效应并改进固态器件的设计。参考文献：[1]. Pan, Z., Lu, G., Li, X. et al. Remarkable heat conduction mediated by non-equilibrium phonon polaritons. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06598-0

p　　2018年8月31日，教育部公布了《关于2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)通用项目/候选人形式审查结果的公示》。推荐工作截止后，累计收到高校、专家推荐或提名的项目与候选人共计1266项，经审查合格的有1069项，《薄膜材料热特性测试技术及仪器》位列技术发明奖候选名单。/pp style="text-align: center "strong薄膜材料热特性测试技术及仪器/strong/pp　　主要完成单位：span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong华中科技大学,武汉嘉仪通科技有限公司/strong/span/pp　　新材料是国家重点部署的五大颠覆性技术领域，颠覆性的新材料迫切需要颠覆性的测试技术，我国2万亿新材料产业的蓬勃发展催生了巨大的材料检测仪器需求。材料表征测试是决定产品质量的关键因素，是新材料研发不可或缺的重要手段,也是构建材料数据库和材料计算模型的基础，但是目前的材料测试技术尤其是热性能测试手段极其匮乏。此外，材料的薄膜化和小尺寸化是当前新材料产业的发展趋势，随着薄膜厚度逐渐减小到纳米尺度，传统的基于热量检测的热特性测试仪器由于热量检测灵敏度受限，对纳米尺度薄膜的热特性测试束手无策，且通常为破坏性的，并忽略薄膜材料本身显著的尺寸效应，因而带来极大的测试误差甚至完全不能反映薄膜材料的热性能。/pp　　围绕上述技术难点，在国家863等项目支持下，经过7年攻关，本项目突破了传统热分析仪器对薄膜材料热特性检测的限制,(1)提出了一种基于材料反射率变化原理的薄膜材料相变温度的新测试方法，发明了薄膜材料相变温度测试的新技术，实现了厚度低至5 nm薄膜材料相变温度原位、高灵敏度检测，填补了薄膜材料相变温度测试仪器的国内外空白 (2)提出了一种基于单一光源分束干涉的薄膜材料热膨胀系数测试方法，将可测量厚度下限提升了625倍，通过设计光路引入切换挡板，研发出基于光干涉原理的薄膜材料热膨胀系数测试设备，实现了透光材料和非透光材料的光干涉检测 (3)发明了薄膜材料热导率和热电参数动态测试方法，有效降低了黑体辐射及常规单点或稳态测量引起的误差，并设计横向双电极结构实现了基于频域动态法的薄膜面内热导率测量，开发出薄膜热电参数测试系统，实现了薄膜材料塞贝克系数的测试。项目共获授权发明专利13项(其中美国专利1项)、实用新型专利8项、计算机软件著作权4项。项目技术已实现产业化，开发出的薄膜材料相变温度、热膨胀系数、热导率及赛贝克系数等一系列热性能测试仪器已销售百余台，并出口至美国加州大学伯克利分校、英国南安普敦大学等海外市场，成功实现了国产自主材料测试仪器在国际市场上的突破。仪器在武汉新芯、武汉天马、福耀集团、清华大学和中国计量院等三十多家单位实现了示范应用，应用单位武汉新芯使用薄膜热导率测试仪和热膨胀系数测试仪突破了硅片翘曲的瓶颈问题，显著提高了存储器产品良率。/pp　　本项目近三年累计新增利润约1.1965亿元，新增税收1218.3万元。本项目开发的仪器已为包括3项国家“973”计划项目和30项国家自然科学基金在内的国家级项目提供了关键的测试数据，已有36篇SCI论文使用本项目仪器并标注了仪器型号。仪器荣获“湖北省十大科技事件”、“武汉地区最具影响力十大科技事件”等奖励，并被美国陶瓷学会主页报道，测试方法及结果被国际权威杂志Annu. Rev. Mater. Res.综述文章及权威学者Matthias Wuttig等多次引用。鉴定委员会认为该成果“创新突出，整体处于国际先进水平，在纳米级薄膜的相变温度测试以及薄膜面内热导率测试等方面达到国际领先水平”。/p

2018年第三届材料科学与纳米技术国际会议（ICMSNT 2018）于2018年3月29日-4月1日在四川成都顺利召开。ICMSNT 2018由西南交通大学、斯威本科技大学、奥克兰大学和香港机械工程师协会联合主办。来自美国、英国、瑞士、新加坡、日本、韩国、墨西哥等十多个国家以及中国各大高校的近两百位科研人员参加了会议。图1：参会的材料科学与纳米技术领域专家学者3月30日上午，主会场四位专家分别作出以材料涂层、摩擦学的起源和材料磨损的预测方法、纳米结构氧化物薄膜、关于通过激光微/纳米2D / 3D结构开发和控制材料表面功能为主题的报告。许多学者慕名而来，了解该领域最新的科研理论与成果。 图2：主会场欧波同（中国）有限公司作为材料科学与纳米技术领域高端实验仪器厂商，参加了ICMSNT 2018，并在会议展示区设立展台，向业界专家介绍多种光镜及电镜产品。 图3：欧波同展位本次会议上重点推出的COXEM超高分辨率台式扫描电镜EM-30Plus,是材料科学与纳米技术研究工作的得力助手，能够帮助材料科学家对材料的微观结构、晶体结构、化学组成和固体样本的表面结构信息，进行大景深和高分辨的观测，分辨率达到纳米级别。可应用于化学、汽车、建筑、智能手机、新能源、半导体、电子工业、金属等多个领域。 图4：欧波同工作人员与参会者交流在会场展区，COXEM电镜的高端技术水准与智能化吸引了众多专家学者的关注，在与欧波同工作人员的交流中，大家对COXEM电镜的高分辨率和智能化非常认可，更有多位高校科研人员在现场达成合作意向，打算到欧波同产品体验中心进行样品拍摄。图5：欧波同工作人员向参会者介绍COXEM台式电镜 图6：欧波同工作人员向参会者介绍COXEM台式电镜4月1日， 第三届材料科学与纳米技术国际会议圆满落幕。欧波同在本次学盛会中收获了诸多与科研一线专家交流与合作的机会，将进一步紧随材料科学的可持续发展步伐，为广大客户提供更加系统、完善的专业服务。

p　　strong仪器信息网讯/strong 2019年8月5-6日，由天津大学颗粒与纳米系统国际研究中心(TICNN)主办的津京冀纳米科学青年科学家论坛(NSSC 2019)在天津大学如期召开。会议邀请到多名石墨烯、器件相关领域世界顶尖科学家与国内青年科学家，大家齐聚一堂，不分国界，共同探讨石墨烯等二维材料合成、制备以及相关电子学器件的研发、物理机制及纳米技术的前沿科学问题和未来发展方向。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5b33c1a6-65eb-4d26-a575-5a2d387ea125.jpg" title="IMG_8727.jpg" alt="IMG_8727.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "论坛现场/span/pp　　天津大学颗粒与纳米系统国际研究中心的本次论坛活动，得到多位顶尖科学家参加，包括美国佐治亚理工学院董事教授、美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士、香港科学院创院院士，被业界广泛誉为“现代半导体封装之父”的汪正平教授 美国佐治亚理工学院董事会教授、石墨烯电子学的开拓者和奠基人Walter A. de Heer教授等。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/edf8c346-2a20-4ef0-9db0-7bdf8ae961a8.jpg" title="IMG_8655.jpg" alt="IMG_8655.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "天津大学纳米中心执行主任马雷教授主持会议/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2038f83e-febb-49a1-b5ac-13afde7180c3.jpg" title="IMG_8677.jpg" alt="IMG_8677.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "美国佐治亚理工学院董事教授汪正平/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Composition Tuned Hybrid Perovskites: From Materials Engineering & Device Design for Efficient,Stable Perovskite Solar Cells/span/pp　　钙钛矿太阳能电池组成包括钙钛矿结构化合物等。钙钛矿材料如甲基铵卤化铅和全无机铯铅卤化物，生产成本低，制造简单。/pp　　(1)在传统的顺序沉积中，致密的PbI2薄膜可能阻碍MAI溶液在整个PbI2薄膜上的扩散，从而导致钙钛矿和TiO2之间界面中未反应的PbI2残留。为解决PbI2残留问题，汪正平团队开发了一种合成多孔PbI2薄膜的新方法。从PbAc2和MAI的前体开始，摩尔比1：2，在加热条件下释放热不稳定的CH3NH3(CH3COO)，从而由于体积收缩而在PbI2膜中产生孔隙。加载MAI溶液后，p-PbI2将改善PbI2向钙钛矿的转化。/pp　　(2)另外，spiro会引起不稳定，也是这种器件结构中最昂贵的材料。研究人员已经做出一些努力来开发新的HTL来代替spiro，它主要分为两类：合成更新的有机材料和开发低成本的无机材料。然而，复杂的合成过程可能阻碍有机材料的大规模生产。另一方面，含有PbS和CuI HTL的PSC存在低效率的问题，并且CuSCN可以与钙钛矿反应。在这方面，汪正平团队提出一种替代的p型材料：NiO。低温溶液处理的NiOx HTL可以显着提高整个器件的稳定性。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9cece423-7f33-4e23-ac99-6311b8c8bdb0.jpg" title="IMG_8739.jpg" alt="IMG_8739.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "天津大学颗粒与纳米系统国际研究中心、美国佐治亚理工学院董事会教授Walter A. de Heer /span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Epigraphene for Graphene Based Nanoelectronics/span/pp　　外延石墨烯，其研究的主要原因是外延石墨烯有望在一些关键领域(速度、能源效率和器件密度)成功替代硅电子技术。高目标的定位向世界上最先进的技术提出了挑战，显然需要很长的时间才能实现。从一开始，佐治亚理工学院的石墨烯项目(在石墨烯剥离之前的几年)的开拓性工作就专注于这一目标，并取得了系列成功。它是唯一符合可行纳米电子平台最基本要求的石墨烯电子平台：它必须基于单晶衬底，并且工艺必须是可扩展的。这些条件是超高规模集成和再现性所必需的，正如过去70年硅电子产品奇迹般的发展所表明的那样。/pp　　事实上，外延的缺乏最终导致剥落的纳米图案器件是绝缘体，而外延石墨烯纳米结构可以在微米尺度上弹射，即使边缘在结晶学上不完美。报告中，佐治亚理工学院Walter A. de Heer团队，与天津大学颗粒与纳米系统国际研究中心马雷团队合作，在SiC的非极性面上的外延石墨烯的发展，其具有与在碳化硅中蚀刻的沟槽的侧壁上生长的石墨烯纳米带非常类似的边缘状态传输特性。电子传输由单通道边缘状态支配，平均自由程超过15μm，是石墨烯层的约1000倍。观察到涉及边缘态的异常量子霍尔效应。同时，天津大学颗粒与纳米系统国际研究中心的石墨烯小组，在近期已经实现了从碳化硅晶柱到300微米晶体的全套工艺流程。/pp　　非极性外延石墨烯平台允许相互连接的纳米结构按照传统模式形成一维网络。在低温下，法布里 - 珀罗振荡明显，表明在很大距离上的相位相干性可以用于未来互连的相位相干器件。尽管传输的物理性质尚未完全了解，但很明显，这一发现为非传统石墨烯纳米电子技术提供了一条独特而可行的途径。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/36636a53-aa4b-4aa6-a8b5-35827505efd6.jpg" title="IMG_8817.jpg" alt="IMG_8817.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "天津大学李小英教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：SU(1,1) nonlinear interferometer and its Application/span/pp　　近年来，一种新型的非线性干涉仪(NLI)引起了人们的广泛关注。与传统干涉仪不同，NLI利用光参量放大器进行波的分裂和组合。结果表明，NLIs在许多方面都优于传统干涉仪。特别地，非线性光学过程对波混合的参与允许不同类型的波的相干叠加。这种混合方式是传统干涉仪无法实现的，传统干涉仪的相干组合依赖于线性分束器。李小英介绍NLIs在原子自旋波、光波、声波等各种波中的性质，以及在量子计量、量子信息和量子态工程中的应用。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/00da5e33-3a36-40ae-ac81-f74a784a4b40.jpg" title="IMG_8842.jpg" alt="IMG_8842.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "奥地利约翰开普勒大学孙立东副教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Real Time Monitoring of the Growth of Nano-Structures/span/pp　　差示光谱学是一种用于探测表面和界面结构的通用技术。相比传统表面分析技术，这种技术具有表面敏感、非破坏性、不受真空条件的限制等优势。因此，这些方法非常适合于各种环境条件下的地表过程的原位研究。报告中，孙立东讨论了差示光谱学技术在监测和精确控制包括金属团簇、有机薄膜和二维过渡金属双卤代烷在内的纳米结构中的应用。最后，还介绍了荧光显微镜作为实时监测有机薄膜生长的原位探针的新应用。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/88aa35d8-e3e0-4892-a470-84f322f99463.jpg" title="IMG_8870.jpg" alt="IMG_8870.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "韩国帕克原子力显微镜副总裁Sang-Joon Cho /span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Non-contact AFM with Self-Optimizing and Pinpoint Scan Control for Quantitative Nano-Metrology/span/pp　　与光镜、电镜等显微镜相比，原子力显微镜(AFM)测量绝对尺寸时缺乏准确性和重复性、操作参数设置的复杂等限制了其被广泛采用。然而，由于研究和表征创新纳米材料的强烈需求，AFM分析的重要性日益增加。非接触模式AFM，采用前馈算法、Hann函数和双伺服系统，提高了x-y扫描的精度，保持了尖锐的尖端，针对非接触模式的扫描参数，帕克原子力显微镜开发了自优化算法，很大限度地减小了用户技能变化和用户对AFM测量的影响。此外，精确扫描控制可最大限度地减少磁性和电气测量的地形影响，并有助于定量表征纳米材料。Sang-Joon Cho在报告中演示了生物材料的定量纳米力学映射，以及半导体和光伏材料的纳米电子映射。表明，AFM的定量分析为控制材料各方面的发展开辟了新的途径，有助于提高效率、降低失效和成本。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d412c221-a204-47ae-8121-57a8dfe36db5.jpg" title="IMG_8936.jpg" alt="IMG_8936.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "复旦大学包文中教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Wafer-Scale Devices and Circuits Based on 2D Transition Metal Dichalcogenides/span/pp　　广泛研究的TMDs材料，如MoS2和WSe2，由于其二维特性和良好的电子输运特性，可通过大规模的合成方法获得，非常稳定，并具有优越的门控性能，显示了数字和射频电子的光明前景。报告中，包文中首先介绍了大规模控制合成MoS2, MoTe2和PtSe2的各种方法，以及为实际电子应用实现晶片级，均匀和高质量连续薄膜必须克服的主要障碍。并重点讨论了晶圆级TMD薄膜的兼容器件制造工艺，主要是关于场效应晶体管的电接触层和介电层的形成。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fefcee17-c922-4f24-9a5d-45779b564a82.jpg" title="IMG_8995.jpg" alt="IMG_8995.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "日本产业技术综合研究所前副所长Kiyoshi Yokogawa /span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Application of SPM for Surface Science/span/pp　　由于利用扫描探针显微技术(SPM)在原子尺度上表征表面结构的创新工作，Bennig和Rohrer于1986年获得诺贝尔物理学奖。该方法为纳米技术的建立奠定了基础。Kiyoshi Yokogawa介绍了其实验室利用SPM在表面科学中的应用：1)新碳——利用STM方法在大气中发现了由六边形和五边形组成的热处理富勒烯碳五边形，并发现了碳的新表面相石墨的环状上层结构 2)特高压下金属表面清洁——通过UHV-STM观察到Nb的1x1结构，即干净的表面，只有这样才能制造出干净的表面，因为Nb是非常活跃的氧或氢的金属。在清洁表面后，喷射氢气，观察气体对表面的影响 3) MFM的金属相——应变诱发的马氏体是HE形成的原因，但在电镜下不易识别，因此使用MFM对该相进行观察，发现双晶界处形成了马氏体，从而引起HE。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/8121f556-9a42-479d-94a1-de689ddd3486.jpg" title="IMG_9020.jpg" alt="IMG_9020.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "日本丰田工业大学Masamichi Yoshimura教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Alcohol Assisted Thermal Reduction of Graphene Oxide/span/pp　　通过还原氧化石墨烯(GO)制备石墨烯是一个快速发展的研究领域，因为它能够大量生产石墨烯以用于广泛的应用。然而，由于GO的固有缺陷，利用GO制备原始石墨烯类材料仍然有许多挑战。到目前为止，有很多相关克服挑战的研究工作，如在非常高的温度下退火(约1800摄氏度)，或在外部碳源存在下还原等。Masamichi Yoshimura介绍了在醇存在下GO(通过改进的Hummers方法合成)的退火导致石墨烯，或更精确地恢复还原的氧化石墨烯(RGO)，具有改善的电性质。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/aced3828-3c52-4aab-a352-a1b5c36ccd0e.jpg" title="IMG_9070.jpg" alt="IMG_9070.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "南开大学何明教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：High Temperature Superconducting Microwave Devices and Systems/span/pp　　高温超导器件和系统具有插入损耗低、噪声低、选择性高等优点，具有较高的灵敏度和抗干扰性能。它们在无线通信、国家安全、医学、材料科学、卫星通信等诸多领域有着广泛的应用。目前，高温超导微波接收机前端子系统已成功应用于深空探测、卫星通信、雷达系统等领域。何明介绍了薄层超导薄膜、高温超导滤波器及其在微波系统中的应用进展。还分享了高温超导微波系统的小型化及单芯片集成技术等。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/192d46de-602e-4594-9c8b-97f09f20c3b4.jpg" title="IMG_9095.jpg" alt="IMG_9095.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "云南大学杨鹏教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Few Layered PtS 2 and its Properties/span/pp　　近年来，MoS2和WS2(Group 6)等层状过渡金属二卤代烃(TMDs)的研究取得了很大的进展。然而，对于属于其他TMDs的研究却很少。杨鹏报告中介绍到，采用化学气相沉积法制备了大面积少层析的pt2(Group 10)。然后分别用原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、极化拉曼光谱(偏振拉曼光谱)、光致发光(PL)、场效应晶体管(FET)和范德堡(van der Pauw)等方法对这些层数较少的PtS 2进行了表征。结果表明，pt2具有很高的载流子迁移率和温度依赖性拉曼光谱，在先进的光电器件中具有潜在的应用前景。（实验过程，得到天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心相关表征设备的协助）/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/ac55ffa7-f88d-4c48-a46a-de222078b300.jpg" title="IMG_9132.jpg" alt="IMG_9132.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "天津大学孙志祥副教授/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　演讲题目：Nanoscale Defect Effects in Sr2IrO4 Probed by Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy/span/pp　　Sr2IrO4作为莫特绝缘体与铜酸盐的母体化合物具有许多相似之处。有许多预测认为适当掺杂可能会产生高温超导相。然而，缺陷/掺杂诱导绝缘子向金属过渡(IMT)的机理还有待进一步研究。报告中，孙志祥介绍了利用低温扫描隧道显微镜针对Sr2IrO4的相关研究，利用原子分辨表面形貌，识别出不同类型的内在表面缺陷。在隧穿光谱中还观察到电荷转移行为。同时，通过比较其他类似化合物的结果，也讨论了IMT的一般机理。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/450413ff-6b99-4794-9125-a0f08497d060.jpg" title="IMG_9143.jpg" alt="IMG_9143.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "首都师范大学王贺/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "演讲题目：Ferromagnetic Tip Induced Unconventional Superconductivity in Weyl Semimetal/span/pp　　王贺于2016年在北京大学获得博士学位，随后在天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心马雷教授团队进行博士后工作，2018年加入首都师范大学。本次报告内容主要介绍了其博士和博士后期间的相关研究内容。外尔半金属表面诱导超导性为研究拓扑超导性提供了一个很有前途的平台，这是目前凝聚态物理研究的一个热点。通过实验发现，在TaAs单晶中，铁磁尖的硬点接触法可以诱导非常规的超导性。铁磁尖诱导超导态的磁输运测量显示出量子振荡，揭示了点接触的拓扑性质，并显示出铁磁与诱导超导态的相容性。进一步证明显示，铁磁尖诱导的超导态隧穿输运的点接触谱可以用拓扑超导机制来解释。考虑到新型超导电性外尔半金属材料在实验中难以实现，研究结果为通过硬点接触法将拓扑半金属材料与铁磁性材料结合起来研究非常规超导电性提供了一条新的途径。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/240b5740-d2ed-4849-9d5a-8f359ac78f66.jpg" title="IMG_9168.jpg" alt="IMG_9168.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "帕克原子力显微镜美国分部总裁Keibock Lee /span/pp　　Keibock Lee简单分享了帕克原子力显微镜公司“Enable nanoscle advances for the betterment of our world”的愿景，公益基金方面，除了Park AFM Scholarships奖学金，还透露即将面向年轻教授推出Startup Professorship Award。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/8bf0a2fc-2d53-49c1-a481-70dc3c2342a2.jpg" title="讨论.png" alt="讨论.png"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "会上讨论/span/pp　　继会议首日13个精彩报告后，会议第二日，接着进行了16个主题报告，继续就石墨烯等二维材料合成、制备以及相关电子学器件等纳米科学问题进行了进一步讨论。/pp　　本次会议，由于正值天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心(以下简称：TICNN)全面运行一周年之际。于是，会议间隙，在马雷老师的讲解下，与会者共同参观了纳米中心，切身体会到纳米中心一年来的建设成果。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 822px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/44f794aa-c5ff-4ef6-861f-558da1525215.jpg" title="参观1.png" alt="参观1.png" width="600" height="822" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "纳米中心参观花絮一/span/pp　　天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心由天津大学于2015年10月批准建立，次年，马雷教授回国全身心投入到中心的建设。2018 年 7 月 22 日，TICNN正式全面运行。与传统研究中心不同，天津大学纳米中心在整个创建过程中，实现了诸多原创性仪器设备的搭建，并形成一系列自主知识产权。中心目标为力求建设成为世界一流的石墨烯电子学、团簇物理学和柔性电子学的国际化研究平台。三个主要研究方向分别为外延石墨烯电子学，团簇物理学，先进功能性碳材料及柔性可穿戴电子学。/pp　　在短短一年时间里，在马雷老师的带领及其团队的共同努力下，纳米中心现已建设成为功能日益完善的国际化研究中心，纳米中心各类大型实验设备的调试安装已经进入尾声，在为校内外科研同行提供了丰富便捷的公共测试服务的同时，实现了设备仪器与技术工艺的全面共享。其次，纳米中心自主设计并建造了 3 套自由团簇研究系统用以深入系统地研究自由团簇的电子结构、高激发态寿命及其内壳层的电子结构....../pp　　更多关于“天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心”的建立背景、快速发展现状，请点击以下视频全面了解：/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=854F7B100766EDD09C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 822px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/c88bf30e-a610-4964-8f9f-7faee747c703.jpg" title="参观2.png" alt="参观2.png" width="600" height="822" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "纳米中心参观花絮二/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/39b22286-1a43-4a58-b370-5eaa00fc8ab4.jpg" title="IMG_8811.jpg" alt="IMG_8811.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "Coffee Break /span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/007c9911-d592-48d7-8625-3fb05e07fe4f.jpg" title="IMG_9190_副本.jpg" alt="IMG_9190_副本.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "合影留念/span/p

近日，国内首家薄膜材料测试服务平台——武汉光谷薄膜测试服务有限公司在中国光谷正式批复成立！ 该服务平台为嘉仪通科技的全资子公司，依托于功能薄膜材料物理性能检测技术湖北省工程实验室和武汉市工程技术研究中心，将为全国各大专院校、科研院所、材料企业、钢铁、汽车制造、航空航天、军事科研单位、第三方检测机构、出入境海关检测等单位提供专业的材料样品制备和测试服务，以及技术委托开发、培训等其他相关服务！一、样品制备和加工 众所周知，材料样品的制备和加工是一个非常复杂和繁琐的精细活。武汉光谷薄膜测试服务公司为广大客户的薄膜材料性能检测提供制样准备服务，以满足仪器的检测需要。该测试服务平台拥有薄膜制备仪器：磁控溅射镀膜仪、离子束溅射镀膜系统。可以制备各种薄膜：陶瓷氧化物、氮化物膜、金属多层膜，以及各种超晶格；同时，可合成纳米管、纳米粉末，以及量子点。精密切割机、研磨抛光机、光刻机对块体和薄膜样品表面进行微加工处理，满足不同的测样要求。 某薄膜材料的制备工艺流程二、材料物理性能的分析与检测 作为薄膜材料物理性能的领跑者，嘉仪通科技旗下的测试服务平台，不仅可以解决材料制样难的烦恼，而且可以解决没有合适的仪器测试最新研发新材料的烦恼！可测试各类新材料尤其是薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、Seebeck系数、电导率、热导率、载流子浓度、迁移率、霍尔系数等一系列重要参数。薄膜热导率的测试实例三、产品试用与购买 除了为广大客户提供块体、薄膜等新材料的制样和分析测试，解决样品制备和实际测试的烦恼，嘉仪通还为广大材料科研机构和个人提供免费产品试用服务，进一步打消对嘉仪通产品性能的疑虑，用实际测试数据来赢得消费者的信赖！嘉仪通产品免费试用政策 此外，嘉仪通还拥有分析和测试材料热学、电学、磁学、光学、电学等方面物理性能重要参数的一系列优质产品。只要您是做材料物理性能分析领域相关研究的，总有一款好的产品适合您！嘉仪通部分序列产品

金秋十月，惠风和畅。2011年中国国际纳米产业发展论坛暨纳米技术成果与产品展于2011年10月27日-29日在江苏省苏州市隆重举行。 本次展会是由科技部、中科院和江苏省人民政府联合主办，由江苏省科学技术厅和苏州市人民政府联合承办的。论坛和展会旨在提升中国新兴纳米产业技术国际竞争力，培育支柱产业新亮点，进一步发挥高新科技产业对相关产业的拉动作用。 在纳米展期间，欧普图斯光纳科技携多款产品亮相会场，全面展现了公司全线产品、技术及整体解决方案。公司不断在研发方面大量投入，使产品和技术不断推陈出新，始终走在行业的前端。 公司展台人流如潮，成为全场关注焦点 本次展出，公司展台地处展会最显眼位置，展台给人印象稳重而别有特色，吸引了众多参观者。观众对公司的新产品和新技术表现出浓厚的兴趣，并对公司产品和技术能应用于老百姓日常生活纷纷表示新奇和赞许。 众多参观者驻足公司展位 政府领导亲临公司展位，了解情况，指导工作 27日上午，科技部副部长陈小娅、江苏省省长助理徐南平院士一行出席开幕式后亲临公司展位。对公司最新的地沟油现场快速检测技术成果非常感兴趣。 陈小娅副部长、徐南平院士、苏州工业园区马明龙书记、杨知评主任等领导仔细聆听公司领导的介绍 随后，国标委副主任方向、工业二部信息技术与自动化处处长孙维一行在市局局长钮雪林、副局长李平、园区分局局长欧阳庆等的陪同下，也来到公司展位，与欧普图斯光纳科技参展人员亲切交流。 &ldquo 一分钟现地沟油原形&rdquo 现场演示成为展台亮点 为了使与会观众能更方便、更直观地了解公司的纳米增强现场快速检测系统的功效，此次展会中，特别规划了现场演示区，将欧普图斯光纳科技在地沟油检测方面的最新研发成果带到展会现场，与所有与会观众分享。观众赞扬公司为百姓生活做了好事。 媒体聚焦，最新地沟油检测技术 欧普图斯光纳科技最新研发的地沟油现场快速检测技术获得业内外关注，在本次展会的现场， 更成为媒体关注、采访和报道的焦点。 见广东卫视报道&ldquo 纳米技术应用于百姓生活 &rdquo ：http://www.tudou.com/programs/view/7VbiQu340lQ/ 纳米技术与百姓生活 公司进一步展示了拉曼光谱法还可被用来快速检测掺假食品（如橄榄油中掺豆油，奶粉里掺淀粉和糖等）、非法食品添加物（如三聚氰胺，苏丹红，味精中的硫化钠等）、农兽药和激素残留（如甲胺磷，孔雀石绿，6-BA等）、有害劣质食品包材（如PVC或掺有邻苯二甲酸乙酯类（即塑化剂）PVC薄膜和塑料玩具，由聚苯乙烯制成的快餐盒，劣质密胺瓷餐具等）。机场、重大集会的安检国外已经开始使用，通过检测体液还可进行人体重大疾病的早期筛查，另外，纳米增强拉曼光谱技术还可广泛应用在刑侦安全、环保监测、生物制药、工业生产过程质量监控等领域。 本次展会举行的3天里，千余名用户和观众到公司展台参观产品和技术，并领取了资料，展会取得了成功。欧普图斯光纳科技将不断开拓，为广大人民的食品安全和环境健康贡献力量。

近日，一则喜讯从京城传到苏州工业园区，苏州纳米技术国家大学科技园经科技部、教育部认定，正式在苏州工业园区成立。　　这是全国第一个以产业方向为主题的大学科技园，改变了以往大学科技园的认定模式，明确了产业方向，是我国首个以专业化为特色的国家大学科技园。　　模式的变化预示了什么?　　变化了的模式为何首选苏州工业园区?苏州工业园区纳米测试平台 苏州工业园区生物纳米科技园纳米靶向药物传导技术服务平台 　　重中之重的新兴产业　　近年来，“纳米”这个似乎离人们还很遥远的词汇在苏州工业园区渐成热词，与纳米有关的新闻动态接连不断。　　2007年11月，由国家科技部、商务部和江苏省政府共建的国家纳米技术国际创新园在苏州工业园区揭牌，这是一个国际化的纳米科技创新集群区，是全国仅有的三个类似园区之一、首个纳米领域国家级创新园。　　2009年12月9日，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所顺利通过中科院验收。这是由院省市和苏州工业园区共同出资创建的国家级科研机构。　　2010年8月11日，苏州纳米技术产业专家咨询委员会在苏州工业园区成立，委员会汇集了30多位海内外纳米技术领域的顶级专家，中科院院士、中科院常务副院长白春礼当选主任委员。专家们讨论通过了园区纳米技术产业创新基地的建设方案，为纳米技术产业发展提供了系统化的智力支持。　　2010年11月13至15日，由科技部、中科院、江苏省政府联合主办的“中国国际纳米技术产业发展论坛暨纳米技术成果与产品展”将在苏州工业园区隆重举行……　　为落实国家和省市新兴产业发展战略，苏州工业园区把新兴产业作为第一方略，立足区域实际，坚持错位竞争，强化发展特色，确定了纳米光电子、生物医药、融合通信、生态环保、创意产业五大新兴产业，随后又将纳米技术产业作为发展新兴产业的重大突破口和引领区域转型发展的核心产业，着力培育具有比较优势的区域新兴产业品牌，新兴产业尤其是纳米技术产业呈现快速发展态势。　　狠抓政策聚焦、资源聚焦、项目聚焦和人才聚焦，园区加快打造“中国纳米技术产业创新基地”，纳米技术产业从无到有、快速增长。2009年全区实现纳米技术产业产值24亿元、增长110%，今年上半年实现产值17亿元、同比增长50%。　　纳米技术产业资源日趋丰富。依托生物纳米园重点载体，大力引进纳米技术相关领域的研发机构、研究团队和优质项目。目前，已集聚70余家纳米技术企业和以苏州纳米所、东大、中科大等为主的10余家纳米技术相关研究所和实验室。　　园区建立健全了全方位的能提供全面有效支撑服务的综合软、硬件公共服务平台，并着力打造了支撑纳米技术产业的功能平台，形成了以苏州纳米所为依托的“江苏省纳米技术测试、加工和工程化平台”，已向苏州乃至全国近120家科研院校和企业提供了相关技术支持与服务，“江苏省纳米技术产业产学研联合创新服务平台”也即将建成。　　以实施科技领军人才工程为契机，园区大力引进海内外创新创业人才，加速集聚纳米技术产业人才。已聚集了从事纳米技术研发和产业化人才超2500人，其中中科院百人计划18人、院士4人、国家千人计划3人、园区领军人才19人。　　纳米技术领域的国际合作日趋活跃，产业合作影响日增。与美、德、芬、以、俄、日、英、加、韩等国建立了多种形式的合作关系 以苏州纳米所为代表的一批科研院校和企业纷纷与国外知名机构、跨国企业开展研发合作，共建实验室和创新合作联盟。　　中科院苏州纳米所成立以来，已承担国家各类科技项目200余个，对外竞争获得合同经费超过2亿元，累计申请专利百余项，参股成立了7家产业化公司。　　据不完全统计，生物纳米科技园内的35家纳米技术企业今年底将超过2亿产值，其中14家企业超过500万。　　园区初步形成了以纳米新材料、纳米光电子、微纳制造、纳米生物医药、纳米环境治理等纳米技术应用领域为核心的发展布局，成为国内纳米技术产业链最为完整、产业集聚度最高的区域之一，园区的纳米技术产业在国内已逐渐显露出具有竞争优势和比较优势的产业特色。　　纳米技术产业曙光初现　　10月26日，2010年亚洲创新大奖在香港颁奖。这是一个“含金量”很高的奖项。从参赛的亚洲300家企业中，以企业创新性对社会影响力为评估标准，产生进入决赛的12强，中国大陆有三家企业入围，苏州纳通生物纳米技术有限公司名例其中，另两家是落户大陆的微软亚洲研究院和IBM健康实验室。换句话说，真正入围的本土企业只有苏州纳通。在12强中，苏州纳通又脱颖而出荣获银奖，书写了苏州纳米技术产业的一个传奇。　　苏州纳通公司是一家开发新型医疗产品的纳米企业，坐落在生物纳米科技园内。董事长徐百拿出的主打产品“纳米微针”让记者倍感新奇。　　这是一个比钢笔稍粗的物件，针头部分是一个绿豆大小的银色方块，上面细细密密地布满了36个纳米微针的针头，用肉眼很难分辨。打针时，只要把银色方块往皮肤上一贴就可以了。记者试了一下，毫无疼痛感。　　徐百介绍说：通常打针在皮下，真皮层有血管和神经末梢，人们会感到疼痛。而我们的产品打针在皮内，没有穿透表皮，只穿透表皮最外层的角质层，而这是一层死细胞，所以不会有疼痛感。“纳米微针”最大的优点是，打针不疼痛、不出血，疗效更高。　　纳米微针的问世被誉为是一项革命性的给药方式。“我们拥有的核心技术是‘平通技术’。”徐百解释说：“平”和“尖”是对应，我们虽然也叫“针”，但针头却是平的。一般平的针头打不开角质层，我们的纳米微针虽然是平的，但却能够通透，达到和注射同样的给药量。　　苏州纳通公司做的是终端产品，用半导体纳米制造技术生产医疗器械。传统半导体制造采用的是薄膜技术，苏州纳通的创新点是，制造技术采用厚膜技术，使用一模一样的设备，却能生产出不同的产品。　　“国内厚膜技术大部分是四英寸晶圆，我们采用的是基于八英寸晶圆的厚膜制造技术，这个纳米制造技术我们是目前世界唯一掌握的。”徐百自豪之情溢于言表。公司目前拥有6项授权发明专利，申请了3项国际专利，并获得了国家药检局的批号。　　“自从进入亚洲12强后，大的跨国公司的订单就来了，现在订货的电话都打爆了。”徐百称：苏州纳通入驻园区仅3年，第一年公司生产500片，第二年上千片，今年年产已达5万片。企业现在的重点已经开始从研发转向批量生产和试销。　　“电子产业代表过去，IT产业代表现在，纳米技术则代表着未来。我们要做生物医药行业里的英特尔。”说这话时，徐百显得底气很足。　　在园区纳米领域打拼的创业者里，有一位与徐百同为园区首批领军人才的新星——江必旺，他被誉为“国字号”纳微米球之父。以他为首的5名留美博士创建的苏州纳微科技公司，是目前全球微球种类最多、应用领域最广的纳微米球材料供应企业。　　江必旺，福建南平建瓯人，武夷山下农民的儿子。2006年回国创建了深圳纳微公司，次年10月在苏州工业园区注册创办了苏州纳微。　　“纳微米材料是产业的源头材料，应用领域非常广泛。我们公司的主打领域是生物制药和平板显示，是这两个新兴产业非常核心的材料。”江必旺介绍说：“世界上没有一家公司可以给生物制药和平板显示这两个行业同时提供纳微米球材料，而我们可以同时提供跨行业的高端微球材料，而且不同形态、不同大小的微球都能做，每个球都能达到高度的均匀性，满足不同行业的各种应用需求。”　　“纳微生产的微球介质产品可以用于生物分子的分离纯化。与传统制药行业劳动力成本居高不同，生物制药行业最大的成本在分离纯化，这一块占成本的50%—80%。分离纯化就是分离介质，过去这个领域一直由世界上极少数公司垄断，中国只能依靠引进，而美国公司卖给中国的价格高于本国市场价格30%，而且每年上涨10%，如果不解决这个关键问题，中国的生物制药产业无法和国外竞争。”　　“现在苏州纳微已渡过企业发展的困难期，今年市场销售比较好，企业已进入快速发展、做大做强阶段。”　　“公司主打的第二大应用领域是平板显示。在我们产品出来之前，国内市场一直由日本两家公司垄断，微球价格每公斤高达十几万元，而我公司的产品价格每公斤只卖5万元。所以我们产品在市场一露面，日本公司的价格马上降到每公斤7万元。我公司产品打入市场仅一年，目前已占国内市场的20%，我们力争在两年内把日本公司挤出中国市场。”　　“我们生产的纳微米球大小完全一样，采用的是具有自主知识产权的均粒二氧化硅微球制备技术，我们掌握的一些核心技术是世界上绝对没有的，处于世界领先水平。”　　苏州纳微目前有员工50多人，去年销售额二三百万元，今年销售额可望近3000万元，其中生物制药2000万元，产品已出口到欧美 平板显示1000万元，产品出口到韩国。　　可以用喜忧参半形容江必旺的心情，喜的是没想到两个主打行业的市场需求这么旺盛，忧的是产能跟不上。明年年底，苏州纳微将建成2万平方米厂房，届时将缓解产能不足问题。　　苏州纳微是生物纳米园第一家搬进独栋研发楼的企业。前几年在深圳创业时，由于企业发展太快，两年内他就搬了三次家。2008年入驻苏州生物纳米园时他只需要1000平方米的研发面积，但担心不久又要搬家，所以要了3000平方米的独栋研发楼，没有想到现在又面临场地不足的问题了。　　“苏州生物纳米园给了我们三年免租的优惠政策。”江必旺说：“在深圳研发租房非常贵，3000平方米的研发用房一年少说也要200万元。”　　在苏州生物纳米园，已有入驻的汉朗、吉码等20多家企业使用了苏州纳微的产品。江必旺非常自信：“只要是生物医药企业一定会用到我的产品。”　　苏州纳微的纳米微球产品属于纳米材料，有着巨大的市场应用前景，可以用于食品安全检测的分析柱、医疗诊断的试剂和细胞分离等，江必旺称：很少有一项技术对中国这么多产业产生影响。　　提起园区发展纳米技术产业的环境，江必旺非常满意：“我是苏州纳米所纳米加工、测试分析平台最大的客户，公司与纳米所正好门对门，使用仪器非常方便。”　　园区实施的领军人才创业工程，去年新增了一个项目——领军成长型项目。与往年领军创业项目、领军孵化项目相比，领军成长项目重点扶持能够快速成长、迅速产业化的项目。苏州晶能科技有限公司即是被选中的园区纳米企业。　　在园区中新生态科技城中新工业坊标准厂房楼群中，苏州晶能公司独占一幢三层小楼。公司董事长孙卓带着记者逐层参观，一楼是精密机械加工，布满了自动化程度极高的数控设备 二楼是生产线 三楼是办公区，三层面积共4700平方米。　　孙卓介绍，公司2008年3月入驻中新工业坊，主攻LED研究成果的产业化，是国内此项目的第一个产业化基地。去年组建产业化研发团队，目前公司生产的LED照明产品正处在产业化中试向规模化生产过渡的阶段。经过对生产线设备的调试，产品试制、优化，最近已有两条生产线实现量产，明年将真正实现规模化生产。　　在新加坡南洋理工大学做了9年研究员的孙卓教授，回国后任华东师大纳米功能材料器件应用研究中心主任、博士生导师。2006年创办了上海芯光公司，2008年组建了以产业化为目标的苏州晶能公司。同时他也是上海市光电子行业协会半导体照明专业委员会主任。　　孙教授称，半导体照明(LED)今年刚开始使用，今年应该算是元年。上海世博会集中展示了LED的应用。随着技术的成熟，LED已经逐渐由示范工程向通用照明应用扩展。苏州晶能主要是提升LED照明产品的性能、发光效率、可靠性，降低产品成本，延长使用寿命，使LED照明产品普及。今后准备在上海做基础研究，在苏州做产业化研发。　　“现在公司生产的LED照明产品售价偏高，所以主要用于工厂照明。”孙卓给记者算了笔账：“用18瓦LED照明灯可等效替代普通40多瓦荧光灯，使用寿命5到6年。企业应用一年节约的电费就可以收回买灯的成本，如果使用5年，后4年节约的电费实际就是效益，而且还节省了维修费用。”　　孙卓侃侃而谈他的市场销售秘诀：“今年的LED照明产品市场反响很好，从去年起就接到不少订单。我现在的销售模式是，如果一家工厂需要3万根日光灯，我免费给他使用，和他签5年到6年的合同，这几年为企业省下的电费，双方按百分比分成。这种销售模式是出于我对产品的节电效果有信心才这样做，当然这需要银行、企业和我三方合作。现在大企业的节能压力很大，如果每年把照明用电降下来，节能效果显著，而且企业还无需一次性投入。”　　“在公共照明市场，我们主要面向商场、超市和连锁店。经过评估，如果用户每天有12小时照明，两年内节约的电费就足可收回成本。”　　苏州晶能采用的是自主研发的高反射率纳米复合材料，替代银反射薄膜，使成本下降，发光效率提升，可靠性提高。公司拥有独特的平台封装工艺，自主开发了暖白光系列荧光粉，形成了自己的特色。除芯片之外，所有封装材料都是企业自主研发的。企业拥有19项发明专利，从工艺、材料、封装结构到光源系统都拥有发明专利。　　去年年底，企业融资3000多万元，其中2500万风投资金。现在已建成年产30万支日光灯生产线，今年的销售额可望达到2000多万元，明年预计销售将突破亿元。　　“国外的同类产品，是我们产品价格的四倍。我现在是订单一堆，客户找上门来要货，供不应求。本来还打算在一楼建个仓库，可现在生产多少用户就拿走多少，经常连样品都被拿走了，所以现在是零库存，不需要建仓库了。”孙教授欣喜地说，“明年上半年的生产任务已经排满。目前只能利用原有空间扩产能，明年上半年挖掘一下潜力可扩产到年产100万支日光灯，这幢楼到明年估计就没有空间了。我准备建独立的研发中心和产业化大楼，这件事已和园区签订了协议。园区将批给我30亩地，规划建设3幢大楼，总共有几万平米，其中一幢搞研发……”　　在园区，像这样已经准备好在全球纳米产品市场上崭露身手的亮点企业还有很多：在纳米光电领域，园内形成了纳维科技的氮化镓LED衬底材料研发生产、纳凯科技的OLED有机发光材料研发生产、盟泰励宝的LED照明产品开发产业链 在微纳系统制造领域，欧普图斯光纳科技公司开发生产的激光拉曼光谱检测仪因具有一秒钟快速检测液体、固体成分的功能，而被选定为2010年上海世博会的安保专用产品。　　更为可喜的是，区内纳米企业自发形成了多条具有上下游合作关系的产业链：利穗科技与欧普图斯，形成基于检测诊断的1000万合作合约 纳维科技、盟泰励宝、纳凯科技形成基于LED照明产品开发产业链 纳微科技与汉朗光电，形成基于多稳态液晶的上下游合作 纳微科技与赛分科技，形成分离纯化的上下游合作……　　越来越多的纳米企业已经跨过研发阶段，筹划着走出入驻时间并不太长的孵化单元，扩建生产线，搬入独立研发楼，建造企业产业化基地，创业领军人才考虑的也不仅仅是技术攻关，而是市场，是销售，是融资。对很多纳米企业来说，这个变化仅仅是一两年的时间。　　打造中国纳米技术产业第一园　　转型升级、二次创业，在苏州工业园区绝不是口号。园区人清醒地认识到，这事关在新一轮发展中园区能否继续处于领先位置?事关能否可持续发展和未来的地位。　　战略性新兴产业怎么落地?国家高新区责无旁贷地应该成为组织者。　　但转型升级，“转”向何处?“升”向何方?园区的思路清晰明确：重点锁定纳米技术产业，以纳米技术产业引领发展新兴产业和创新性经济。这对园区纳米技术产业快速发展的态势来说，既是引领、推动，也是因势利导、乘势而为。　　苏州工业园区素以敢于先行先试闻名全国。发扬“敢为天下先”的精神，敢于“拿来”，敢于“试水”，敢于解放思想，敢于大胆借鉴创新突破。这里创造了许多“第一”，诞生了许多“唯一”。　　如今，园区又淋漓尽致地展现了这种“敢”字当头的特质，把这样一股子劲，这样一种“精气神”用在打造中国纳米技术产业高地上来。　　谋定而动，一旦锁定目标，必倾其全力，攻而克之。　　园区响亮地提出加快“打造中国纳米技术产业第一园”的动员令。思路是：瞄准国内外纳米产业高端人才和领先技术，集中力量、集中资源、集中政策，推进纳米技术产业向前沿化、集群化转型升级，以超常规的举措和办法，打造中国纳米技术产业第一园，积极抢占产业制高点，培育新的经济增长点。　　用市委常委、园区工委书记马明龙的话来说，园区就是要聚焦纳米产业，要把纳米产业做大做强。　　园区的发展目标可谓雄心勃勃：3年内，无论在企业、产值还是中高端人才方面都要实现纳米技术产业“双倍增” 5年内，将园区打造成为中国纳米技术发展的创新高地、人才高地和产业高地，成为国内外纳米技术企业、人才及投资的集聚地，引领纳米技术创新的策源地和国际知名、国内第一的纳米技术产业化基地。　　5年内，园区将投入100亿元，累计建成250万平米的创新载体和产业基地，建成创新、孵化、产业化全覆盖的“纳米科技谷”，带动产业投资总规模累计达到500亿元。　　建立国家纳米产业技术创新战略联盟，建设“苏州纳米技术国家实验室”、3—5家国家级重点实验室和工程技术中心、15—30家省级重点实验室和工程技术中心，形成3—5个引领国家创新前沿的产业技术领域和30个以上规模销售的优势创新产品。　　引进纳米技术相关领域海内外院士、千人计划等知名专家20名，省双创、姑苏领军、园区领军、长江学者、百人计划等高端创新创业人才200名，高端产业技术研发人才2000名，纳米技术产业人员20000名 培养纳米技术相关人才5000名以上。　　引进和培育4—5家规模超10亿元，15家以上超亿元的国际化纳米技术骨干企业，500家以上拥有核心发明专利和自主关键技术的成长型、规模型纳米技术高科技企业，形成规模达200亿元的纳米技术产业集群，带动相关产业领域产值达千亿元。　　为保障上述目标的实现，园区出台了一揽子措施方案，手笔之大，魄力之大，令人赞叹：　　在领导决策机制方面，成立园区纳米技术产业发展领导小组和工作小组，由工委主要领导任组长，以纳米技术产业为园区“一号产业”，作为“一把手工程”全力推动发展，并在科技局内增设纳米产业处，归口管理纳米技术产业发展 　　在专家咨询机制方面，组建国家级纳米技术产业专家咨询委员会，由院士及知名技术、产业专家组成，为纳米技术产业发展出谋划策 　　在国资引领机制方面，组建苏州纳米技术产业发展公司，注册资金12亿元，全力专注于纳米技术的投资、建设、招商等工作 　　在资金保障机制方面，设立1亿元的纳米技术产业发展引导基金，主要用于纳米技术产业投资，推动纳米技术成果加快本地转化、产业化和规模化发展进程，引导创投及社会资本参与后续融资。　　园区将建设四大功能载体。加速形成从应用研发到产业化一条龙布局：　　一是设立“中国科学院纳米技术产业研究院”。预计总投资约6.8亿元，以中科院与江苏省、苏州市、园区共建的方式，加速推动中科院苏州纳米所二期建设，2年内建成9万平方米工程化办公用房，包括4个应用研究所、10个工程化中心和中试基地、1个纳米技术学院。　　二是设立苏州纳米技术国家大学科技园。预计总投资10亿元，在科教创新区内规划建设20万平方米载体，建设开放式、专注于纳米技术领域的大学科技园。　　三是建设纳米技术创新孵化基地。首期以生物纳米园已建成的6.6万平方米研发群楼为主要载体，力争2-3年内打造成为国家级纳米技术产业专业孵化器，3-5年内吸引300家以上纳米技术相关企业进驻。二期在生物纳米园和科教创新区二期内再规划14万平方米载体，投资7亿元，扩建打造成为纳米技术创新孵化基地。　　四是规划建设“苏州纳米城”——纳米技术产业化基地。预计总投资约70亿元，在科教创新区二期内规划建设纳米技术产业化基地，建筑面积150万平方米。　　园区将完善产业技术创新联合实验室、公共技术服务和产业支撑服务三大服务平台。其中包括：完善建设纳米加工测试分析、纳米生物、纳米环保、微纳制造等公共技术服务平台，搭建纳米技术信息共享中心、投融资服务中心、纳米技术产业孵化服务中心、纳米技术转移与产学研合作中心等，为产业发展提供支撑服务。　　同时园区还将每年引进100个高端纳米项目 在园区领军人才工程中独立增设“纳米科技领军人才” 出台专项产业政策，全面启动促进创新资源集聚、产业规模发展的“纳星计划”，对纳米技术产业招商引智给予倾斜扶持 在现有科技发展资金基础上每年新增1亿元作为纳米技术创新专项资金，用于创新资源引进、创新平台建设和创新平台研发……　　园区决策者已吹响了抢占新兴产业制高点、向纳米技术产业高地进军的集结号，努力将园区打造成为中国纳米技术及其产业化创新的发源地、中国纳米技术产业的前沿地标。

纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙，是碳酸钙行业中的高端明星产品，其应用最成熟的行业是塑料工业，主要应用于塑料制品，可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。另外，纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性、透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性、高干燥性等优点。还有涂料、日化、造纸等行业，对纳米碳酸钙的应用需求也迅速发展。纳米碳酸钙的粒度检测，不但需要科学的检测方案（针对团聚的有效处理），更需要性能优异、分辨能力出众的高端激光粒度仪。近年来，欧美克仪器在纳米碳酸钙客户中，积累了连州凯恩斯、江西九峰、湖北科迈、湖北凯龙等行业典型客户，靠得就是Topsizer型激光粒度仪在检测亚微米、纳米颗粒的表现以及一套行之有效的检测方案。纳米碳酸钙的生产过程中，碳化后的碳酸钙浆料，在经过脱水、烘干、活化等工序后形成最终碳酸钙粉体产品，其粒径分布将影响后续其在塑料、橡胶、油墨等产业的填加量和最终产品性能，因此，粒径分布是纳米碳酸钙生产企业十分关注的，作为产品质控的一个重要参数。其中，在纳米碳酸钙的生产中，通过加入适当的分散改性剂进行改性，增强了碳酸钙粉的分散性、减少团聚，在许多应用领域展现了更好的使用性能，在纳米碳酸钙的生产中，改性几乎成了标准的选择，不同改性剂种类和用量和改性工艺所生产产品质量各有异同，如何通过检测纳米碳酸钙在不同分散条件下的粒径分布情况，以协助调整碳化沉淀工艺并预测产品的应用效果，是近年来热议的课题。欧美克仪器深耕碳酸钙行业二十余载的岁月里，欧美克的仪器质量和品牌口碑，不断得到行业客户们的一致认可，行业仪器占有率高。Topsizer激光粒度分析仪采用国际先进的红蓝双光源设计，红光主光源为进口氦-氖激光器，波长0.6328μm，并有蓝光辅助半导体光源，波长0.466μm，弥补了常规设计散射光角度的盲区，极大地提高了对纳米级颗粒及少量大颗粒的分辨力。其具有量程宽（0.02-2000微米）、重复性好、精度高、测试结果真实、自动化程度高等诸多优点，是纳米碳酸钙粒度检测的不二之选。Topsizer型激光粒度仪（湿法）纳米碳酸钙的检测方案与检测重钙、一般轻钙的主要区别是颗粒团聚的处理，若以检测一般改性轻钙的方法（制样时使用十二烷基苯磺酸钠SDBS作为分散试剂，外置超声10分钟），纳米碳酸钙的原生颗粒很难被分散出来，得出的结果是团聚后的二次粒径，如图：测试结果基本是稳定的，但粒径分布只有普通重钙的级别，在进样器开始内置超声后，部分团聚体逐步解聚，测试结果如下：由于纳米钙的改性程度要远远超越一般的轻钙、重钙，采用一般的分散剂（如六偏磷酸钠、-SDBS、酒精等），难以达到充分的分散效果以了解样品一次粒径情况（或接近一次粒径的稳定结果）。欧美克仪器测试人员，经过多年的探索和不断尝试，最终选着了一种含有OM7超细轻钙专用分散剂的复配分散剂对样品进行前处理，并伴随超声处理，结果如下：测试结果有明显的改善，但仍未符合纳米碳酸钙的粒径预期。纳米碳酸钙属于超细粉体，不易分散彻底，因此在加入分散解聚剂后以传统进样器内置超声外，同时进行了细胞粉碎机的大功率的超声分散15分钟，以纯净水作为测量介质，并以“通用模式”进行粒度分析，结果如下：针对于该广西某公司生产的纳米碳酸钙样品，仍然有部分的硬团聚体的存在，导致结果出现了第二个大颗粒小峰，但结果的稳定性和粒径分布是基本符合预期的。采用同样的测试方案，同样的Topsizer型激光粒度仪，我司在早两年测试某进口的纳米碳酸钙样品，其结果是完全符合纳米碳酸钙的粒径分布要求的，如下。在我司多年来接触的一般国产纳米碳酸钙中，或多或少是会出来粒度分布的“双峰”状态，D90大概在1-2微米间，这主要可能是在生产工艺中，碳化或活化没有完全做好，导致大量硬团聚体的产生，影响了整体粒径分布。这些硬团聚体在使用中难以被分散开，会影响纳米钙的使用性能，因此，对于硬团聚体含量的检测，是纳米碳酸钙产品质量控管的关键所在，同时对于激光粒度仪的检测性能也是较为苛刻的要求。对纳米碳酸钙的粒度测试，到底是将其彻底分散到最小粒径的结果可靠，还是选择与下游生产的分散程度相近地分散样品，进行二次粒径粒度分布测试更可靠，一直是一个有争论的问题。但如果要对纳米碳酸钙生产工艺进行监控，就需要更关注生产流程中碳化沉淀的一次粒径情况。同时通过对硬团聚体二次粒径的严格控制，以使最终产品能满足高端行业（如油墨等）的应用要求。技术进步，以人为本，欧美克仪器的检测技术和应用开发，是和碳酸钙行业同步发展、偕同并进的。欧美克仪器专业服务于客户纳米碳酸钙的检测需求，为客户生产出优质的纳米碳酸钙产品保驾护航！参考文献1. 沈兴志、吴瑾. 轻钙、活性钙、纳米钙产品激光粒度测试分析探讨.2. 纳米碳酸钙.百度百科.

p　　在物理与材料研究领域中，众多问题的解决受限于样品质量、尺寸、探测极限等因素制约而搁置，而这些问题是可以通过电子显微学方法来实现突破。近年发展起来的球差矫正等先进电子显微学方法，为在纳米乃至原子尺度对众多物理量及其耦合关系的测量与表征提供了可能，也为实现性能调控的纳米尺度结构设计提供了依据。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/a8bbe64e-d38a-46f2-b984-3ba9190a2d19.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="325" border="0" vspace="0" style="width: 450px height: 325px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "田鹤老师科研工作照/span/pp　　众所周知，大多数材料在温度变化时呈现热胀冷缩的性质，而有一类特殊的材料因其在温度变化时体积基本保持不变，被称为零膨胀材料。一直以来，零膨胀材料因其在高精度仪器、极端条件元器件等方面极具应用价值而备受关注。然而，目前发现的零膨胀材料仍非常稀少，设计制备宽服役温度范围、低膨胀系数的零膨胀材料是该领域的核心目标。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/84763b66-77b5-492c-be61-1be8b29b18d9.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="600" height="281" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 281px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "研究图a/span/pp　　针对这一问题，张泽院士带领下的田鹤团队进行了系统的原位实验及微结构研究，表明铁电材料中，封闭介孔内存在着正负铁电极化表面，这些表面分别由氧离子、氧空位的聚集而被屏蔽。这一特殊的自发铁电极化屏蔽机制使得介孔微区附近的铁电性消失，从而显示出正膨胀性能。这一特性与钛酸铅本征的负膨胀性质相协同，从而使单晶介孔钛酸铅纤维表现出零膨胀的特性。成功将大量纳米尺度的封闭介孔引入到单晶钙钛矿钛酸铅中，这有效地调制了热膨胀性能，其晶胞体积在极宽的温度范围内基本保持不变。这一研究揭示了铁电体内部表面微结构的构建及其铁电极化屏蔽机制对材料热膨胀性能起到了显著调控作用，为设计、制备性能优异的新一类单相零膨胀材料提供了新思路。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/45816567-b796-4776-9c9f-f02335703bfd.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="600" height="455" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 455px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "研究图b/span/pp　　另一方面，由于尺寸、表面和界面效应以及量子效应等因素，材料中的有序结构，如铁磁有序、铁电有序等，通常在极限尺寸下被显著抑制。由于长程有序的尺寸限制，到目前为止，在室温下实现具有垂直于表面极化的原子厚度铁电薄膜仍然是一个艰巨的挑战，严重制约了高密度非易失性存储器件的发展与小型化。针对这一问题，我们团队利用球差矫正电子显微镜，在一个单位晶胞厚的BiFeO3薄膜中直接观察到了面外的强自发极化，并且实现了高达370% 的隧道电流变效应。这一发现证实了BiFeO3薄膜中的铁电临界厚度可以通过结构设计以实现突破，这对于高密度数据存储显示出巨大的应用前景，将为铁电基器件的小型化突破开辟可能性。/pp　　借助先进电子显微学方法，在纳米乃至原子尺度对众多物理量及其耦合关系进行研究的能力，可以为探索材料性能与微结构关系提供依据，为设计、优化功能性材料特性，实现纳米尺度结构设计调控宏观性能提供新的途径。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/59832007-ec42-4212-85c3-242933457bcf.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="600" height="275" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 275px "//pp　　在此工作基础上，田鹤负责的“实现性能调控的纳米尺度结构设计”成功入围浙江大学“2018年度十大学术进展评选”活动。以下为该项目具体情况：/pp　　strong项目名称/strong：实现性能调控的纳米尺度结构设计/pp　　strong申报单位/strong：材料科学与工程学院/pp　　strong负责人/strong：田鹤/pp　　strong项目简介/strong/pp　　在过渡族金属氧化物这类强关联电子体系中，电子表现出的不仅是电荷，还有自旋、轨道这些复杂的属性，相互耦合诞生了如高温超导、庞磁电阻、多铁性等诸多具有重要应用前景的特性。但对电荷、轨道、自旋间的耦合关系，及其有序性与晶格的耦合、相互作用理解的依然不足，制约了对此类功能性材料性能有效调控的探索。/pp　　项目的主要特色是摆脱性能测试宏观、平均的限制，在纳米乃至原子尺度通过对各物理量间耦合关系的研究，直接构建微观结构对宏观性能的影响。通过纳米尺度结构设计，探索调控宏观性能的途径，为设计新型的功能性材料与器件提供了新的机遇。证实了针对性纳米尺度结构设计，对宏观性能的有效调控。成功研制了一种具有宽温度服役范围(低温、室温与高温区)的单相零膨胀系数材料，为航天、航空等领域，精密载荷关键部件的高精度、高稳定性需求提供了新的解决方案 在常温下实现了具有原子级别厚度，面外铁电极化的高密度纳米器件，打破了铁电薄膜临界厚度的认知。/pp　　strong项目团队/strong/pp　　张泽院士领导的田鹤团队利用自主发展的电子显微学方法，在纳米乃至原子尺度对各物理量间耦合关系开展研究，有针对性的探知耦合本质与性能的依存关系，并探索性能调控的途径。揭示了在铁电材料内部，引入纳米尺度极化表面，对单相铁电材料宏观热膨胀行为调控的物理机制。与浙江大学韩高荣、任召辉团队合作，设计并制备出一种PbTiO3单相铁电介孔零膨胀系数材料 创新提出了一种调制铁电材料热膨胀系数的新途径，为设计、制备性能优异的单相零膨胀材料提供了新思路。(Nature Communications, 9 (2018) 1638 )进而，发现了晶格调控可突破极限尺寸对铁电极化的抑制作用。与新加坡国立大学陈景生团队合作，实现了四方相BiFeO3薄膜在室温二维极限尺度下的铁电序 证实了极限尺度下(一个单胞厚)的BiFeO3薄膜，所具有的超强铁电性与自发的面外极化 揭示了铁电极化产生、稳定和转化的物理机制 奠定了其作为高密度非易失性存储器的科学基础。(Nature communications 9 (2018) 3319)/p

AFM/SEM二合一显微镜-FusionScope作为一款全新的集成式显微镜，拥有强大的材料形貌表征能力。设备通过SEM侧向视野，精准定位探针位置，针对性地对目标区域进行扫描，在半导体加工、薄膜材料、磁性样品等领域都具有突出的应用优势。同时，FusionScope还具有免样品转移、高清快速成像、一键完成模块导航等优势，在实际测试中为研究者带来了极大的便利。基于聚焦电子束诱导沉积方法制备的具有精确纳米尺度3D几何结构的等离子体纳米结构，采用FusionScope进行了原位尺寸表征（Adv. Funct. Mater. 34, 2310110, 2023）；通过低温刻蚀法制备的具有高深宽比的纳米线阵列，也采用FusionScope进行了高度、形貌、均匀性和粗糙度等方面的细致分析与总结（Appl. Phys. Rev. 11, 021211, 2024）。这些研究表明，FusionScope在材料科学研究中具有广泛的应用前景。除此之外，FusionScope在力学测试中同样具有优异的表现。通过SEM提供的视野，研究者可以实现对特定样品表面的力学性能测试，并且能够清晰地观察探针对样品的压痕过程。无论是想要探究材料的硬度、弹性模量还是断裂韧性，能在FusionScope中得到答案！AFM/SEM二合一显微镜-FusionScope1. 指定单根纳米柱的弹簧常数测试FusionScope可以精确测量单根硅纳米柱样品的弹簧常数。设备可以在SEM视野下将探针精确定位于硅纳米柱样品顶端，探针在不断接触与返回过程中即可得出力位移曲线，通过探针施加的力与纳米柱位移的比值计算得到样品的弹簧常数（Microscopy Today, 17-22, 2023）。探针测量单根硅纳米柱动态过程探针测量单根硅纳米柱快闪图样品的力学曲线2. 纳米压痕试验测试样品硬度FusionScope可以轻松实现在纳米压痕实验中的力学控制，以静制动，原位视野下轻松测试，可视化呈现纳米压痕。通过设置不同的力测试纳米压痕的效果，得到样品硬度信息。在SEM视野下测试纳米压痕的效果精确计算压痕的面积，可以避免伪结果的影响。探针在样品表面压痕压痕区域面积的AFM图像3. 复杂样品表面的力学信息测量FusionScope能够快速对具有不规则表面的载药颗粒进行力学测试与动态测量过程。如下样品主要成分为VitaminC，通过扫描电镜可以观察到样品表面崎岖不平，粗糙度较高，在进行力学测试过程中，能够通过SEM观察到一种阶段式下针过程，从而得到分段式力学曲线，二者相辅相成，互为验证。倾斜样品的力学曲线测量动态过程倾斜样品的力学曲线测量快闪图阶段式力学曲线测试结果4. 定制化实现不同力学测试需求通过无探针悬臂梁自制球形探针，满足定制化的各种需求。无探针悬臂梁顶端蘸取SEM固化胶，通过电镜视野寻找合适的样品球并进行电子束轰击对其进行固化，从而实现对球形末端悬臂梁的制备。探针下压并且实现对球形样品的力学性能测试，得到力距离曲线，全过程在SEM视野下可见。无探针悬臂梁寻找样品球并且对其进行固化过程制备完成的球形端探针相关产品1、FusionScope多功能显微镜

如何沉积纳米粒子——纳米粒子单层膜沉积实用指南 纳米颗粒的二维致密单层膜沉积是多种技术和科学研究的基础。例如，纳米粒子单层膜可以作为传感器上的功能层，也可以用来生产用于纳米球光刻的胶体掩模。但是，怎样才能高效、可靠地得到具有三维自由度的纳米颗粒溶液，并将这些颗粒限制在横跨大基底的(二维)单层中呢?传统的纳米颗粒沉积技术纳米颗粒沉积技术种类繁多。一些相对简单和快速的方法包括溶剂蒸发、浸渍镀膜和旋涂镀膜。然而，这些技术可能会浪费大量的纳米颗粒，并且无法有效控制纳米颗粒的密度和配位结构。溶剂蒸发溶剂蒸发容易产生所谓的咖啡渍圈环效应，这种效应是由马朗戈尼流动引起的。这将导致不均匀沉积，中心的纳米粒子沉积稀疏，而边缘则形成多层纳米粒子沉积。 浸渍镀膜另一方面，如果只是用纳米粒子覆盖基底，浸渍镀膜将是一种很好的技术。然而，使用这种方法沉积纳米颗粒单分子层是非常具有挑战性的。同时，浸渍镀膜需要大量的纳米颗粒，这在处理昂贵纳米颗粒材料时将成为一个大的限制因素。 旋涂镀膜旋涂镀膜也是一种很有吸引力的方法，因为它易于规模化放大，而且在半导体工业中是一种众所周知的技术。然而，使用这种方法，薄膜的质量和多个工艺参数紧密相关，如：自旋加速度、速度、纳米颗粒的大小、基材的润湿性和所用溶剂。这使得对薄膜属性的精确控制变得非常困难。而且，一般旋涂镀膜需要大量的纳米颗粒溶液。 气液界面的单层镀膜在这里，气液界面沉积纳米颗粒单层提供了一种高度可控的沉积方法，可以将其沉积在几乎任何基底上。纳米颗粒被限制在气液界面，界面面积逐渐减小，使得纳米颗粒更加紧密地聚集在一起，从而可以实现控制沉积密度的目的，因为单位区域面积沉积的纳米颗粒的数量很容易计算，这样对纳米颗粒的需求量就会大大降低。 单层薄膜形成后，可以通过简单的上下提拉基底即可将界面上的薄膜转移到基底上。 在线网络研讨会报名如果您对如何制备纳米颗粒单分子膜感兴趣，想获取更多这方面的知识，请报名参加由伦敦大学学院的Alaric Taylor博士举办的题为“纳米颗粒单分子层薄膜沉积实用指南”的网络研讨会。报告人Alaric Taylor简介：Alaric Taylor博士是伦敦大学学院工程和物理科学研究委员会（EPSRC）研究员，他在纳米光子材料的制造，尤其是通过在气-液界面开发胶体单层自组装方面有很高的造诣。 报告内容：? 详细讲解纳米颗粒沉积的具体操作? 指出需要注意的事情? 讲述纳米颗粒沉积的技巧 报告时间：2018年9月13日下午3:00（北京时间）报名联系：如需参会，请填好下列表格中的信息发送至，邮箱：lauren.li@biolinscientific.com；姓名单位邮箱电话特别提醒：因为可能会涉及电脑、系统、耳机等调试问题，建议大家提前5-10分钟进入链接。

在基因测序领域，谁控制仪器，谁就会赢得天下，从ABI的3730测序仪到后来的illumina的测序仪，都可以证明这点，这个行业目前是由上游技术驱动的，对技术的依赖度很强。测序公司、诊断公司都加大对测序技术领域的投资，以期能在未来基因测序爆发时期，获得可观的市场份额。根据安永的最近一份报告显示，未来5年内，基因测序的仪器市场规模同基因测序服务基本相当。　　罗氏、illumina公司都加大对新技术的投资。2012年，Roche公司宣布基因测序仪454从测序市场退出时，就加紧在纳米测序技术领域的布局，先后投资了Genia Technologies公司和Stratos Genomics公司。illumina公司也早就盯上了纳米孔测序技术，是牛津Nanopore公司的主要股东之一。然而令illumina公司恼火的是，2013年10月，牛津Nanopore公司回购了illumina公司持有的13.5%股份，从而保持该公司更加独立运营，此次回购价值共超过5640万美元。　　纳米孔测序原理　　在A，T，G，C四种不同的脱氧核苷酸通过纳米孔进入的时候，其所引起的电流变化也是不一样的，随即可通过电流来检测DNA序列。双链DNA直径为2nm，单链DNA直径为1nm，所以采用的纳米孔尺寸有着近乎苛刻的要求。纳米孔：分为生物纳米孔和固体纳米孔，生物纳米孔：a溶血素(一般嵌入在双层脂膜当中)，最窄直径尺寸为1.5nm，可允许单链DNA分子通过。但是生物纳米孔对稳定性、电流、噪声等方面有很高的要求。固态纳米孔：由硅及其衍生物制造，通过电子束和离子束在硅或其他材料薄膜上钻出纳米尺度的孔洞。固态纳米孔在稳定性、电流噪声、工艺集成方面有着显著的优势，但是目前有技术瓶颈，以及造价高昂。　　固态纳米孔工艺　　固态纳米孔的制作与半导体工艺的结合使得DNA测序芯片的大规模生产成为可能. 2001年，Li等人使用聚焦离子束在 Si3N4 薄膜上制作出了直径61 nm 的孔，随后又采用 Ar将孔径缩小到了1.8nm。2003年， Storm等人用高能电子束在SiO2薄膜上制作出了直径2 nm的孔. 如今， 人们已经可以在很多材料上制作出亚 10 纳米尺度的固态纳米孔，例如，SiNx，SiO2，SiC，Al2O3等. 此外， 石墨烯因其本身超薄的结构和特殊的电子特性也作为薄膜材料的一种新选择，它的超薄的单原子层结构十分适合隧道电流的测量。　　纳米电极制作　　纳米电极的制作在测序用纳米孔制造工艺中也是一项重要的挑战。前文提到， 纳米电极的形状、与纳米孔重合度的好坏直接影响到电流信号的好坏， 因此要在纳米尺度制作出形状规则、 电学特性良好的电极并不容易。　　目前研究者们所做的工作都是在实验室中对单个纳米孔进行研究， 而无法将其运用到商业中. 到目前为止， 还没有办法能够快速制作出直径大小均一且都在5 nm以下的纳米孔阵列， 在DNA测序芯片向商业化转变的道路上， 这是必须解决的一个问题. 但是， 相信随着半导体制造工艺和纳米电子学的不断发展， 人们一定会制作出高质量的纳米孔芯片。　　产品：Minion　　由英国公司Oxford Nanopore开发设计MinION测序仪则拥有很长的读长，而且只有普通U盘大小，由一个传感器芯片，专用集成电路和一个完整的单分子感应测试所需的流控系统构成，可随身携带，理论上可实现想测就测。日前该测序仪已投入市场使用，或许未来它将基因测序仪变得如同手机一样普通、便捷、廉价。该技术被MIT Technology Review杂志评为&ldquo 2012年10大年度科技突破之一&rdquo 。但是其错误率很高，据称有35%的错误率，平均10个碱基，就有3.5个测序错误。这也意味着基因突变检测成为纳米孔测序的禁区，也成为纳米孔测序的致命弱点，并让其长读长的优势黯淡无光。　　面临挑战　　虽然纳米孔测序的优点十分明显，与前几代技术相比在成本、速度方面有着很大优势，但是目前还处在起步阶段，从测序原理到制造工艺都存在有许多问题，许多技术也都只停留在理论阶段。其面临的挑战主要是如下几个部分：　　电流检测系统：电流识别最短距离为3nm，而且目前的材料几乎很难寻找到孔径这么小的材料。　　纳米膜系统：限制目前的纳米孔大小，目前有关纳米孔制作方面仍有很大的阻力　　数据分析系统：即使很多人获取这些数据，但是对于数据的运行和分析仍旧存在很大障碍。　　主要纳米孔技术公司　　Base4, UK　　Fullgen, Argentina　　Genia, USA, California　　INanoBio, USA, Arizona　　Ionera, Germany　　Izon Science, New Zealand　　Nabsys, USA, Providence　　Nanion, Germany　　Nanopore, USA, New Mexico　　Noblegen Biosciences, USA, Massachusetts　　Oxford Nanopore Technologies, UK　　Quantapore, USA, California　　Quantum Biosystems, Japan　　中国从事相关技术研究学者　　龙亿涛　　华东理工大学，上海市曙光学者，&ldquo 东方学者&rdquo 特聘教授，研究方向纳米光谱电化学，纳米通道单分子分析，仿生界面等。　　赵清　　北京大学凝聚态所副教授，主要从事ZnO、AlN纳米线的制备、掺杂，表征，电学，光学，场致电子发射性能方面的研究。　　注：部分内容来自生物通和贺建奎博客

【报告简介】傅里叶红外光谱（FTIR）是学术界以及工业界表征鉴别材料的常用手段。常规FTIR显微镜通常使用相对较弱、光谱范围较广的红外光源，但其分辨率受限于光波长最小约为波长的一半，这严重限制了光学技术尤其是长波段的中远红外和太赫兹技术在微观领域的研究。相比之下，纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR、超高分辨散射式近场光学显微镜-neaSNOM和 AFM-IR显微镜具有更强的激光源，可实现材料在纳米尺度下的组分分辨。然而，为实现较强的激光功率，其代价往往缩小了光谱覆盖的范围。在本次网络研讨会中，我们将介绍一种全新的全波段可调谐激光光源（ 550-7000 cm-1），它与 neaspec 显微镜结合可提供前所未有的光谱覆盖范围，并实现纳米红外显微镜的10 nm级成像和光谱测量。这种独特技术的特点：• 超宽的可调谐波长范围550-7000 cm-1，同时具有与 QCL 相当的调谐速度；• 线宽 4 cm -1，实现快速的纳米级化学组分成像；• 与散射式近场光学（s-SNOM）和 AFM-IR / PTE+等测量模式兼容。在网络研讨会的问答时段，您可以直接与neaspec专家探讨科研工作中所面临的技术挑战和各种问题。欢迎您届时参加！【主讲人】主持人：Sergiu Amarie, neaspec高级应用工程师演讲嘉宾：Magnus Johnson, KTH Stockholm必看案例案例1：纳米傅里叶红外光谱仪（Nano-FTIR）对单层二维高分子聚合物的研究二维高分子聚合物作为一种新型有机二维材料，近年来在薄膜和电子设备的应用上受到广泛关注。相较于石墨烯由石墨自上而下的剥离合成路径，二维聚合物的合成路径可以采取自下而上的单体聚合反应，也因此具备更大的灵活性。如何优化合成路径以得到高品质的二维高分子聚合物是目前该领域的重大挑战之一。德国慕尼黑技术大学的Lackinger教授开发了一种有机单体分子自组装的光聚合合成路线，并利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR（德国Neaspec公司）对fantrip单体分子和其聚合物进行了吸收光谱的研究，验证了聚合反应的机理。该合成方法与传统的热聚合方法相比，大大减少了二维聚合物的缺陷密度，提升了材料均一性。相关研究成果发表于Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736。研究人员利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR（德国Neaspec公司）的近场光学技术的高灵敏度，测量了fantrip有机单体分子及其二维聚合物的纳米傅里叶红外吸收光谱。所得光谱与DFT计算结果一致，证明了单体分子参与光聚合反应形成二维高分子。该技术得到的近场吸收光谱与传统FTIR光谱对应，而传统FTIR或ATR-IR的灵敏度无法测量该单层分子材料的吸收光谱。同时，纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR （德国Neaspec公司）的近场光学技术采用纯光学信号测量，而非基于材料热膨胀系数的机械信号。该技术灵敏度极高，可测量热膨胀系数低的材料，如二维材料，无机材料等。且对薄膜样品的破坏性极小，因此可用于单层分子自组装材料的研究。图2. Fantrip单体分子（上）及其二维聚合物（下）的纳米傅里叶红外吸收光谱。柱形图为DFT计算得到的fantrip单体分子（红色）及其二维聚合物（蓝色）所对应的红外吸收光谱。案例2：高分子纳米材料的鉴别及与传统红外光谱数据库的对照德国阿尔弗雷德纬格纳研究所的Gerdts教授利用散射式近场光学显微镜（s-SNOM）和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR（德国Neaspec公司）对高分子材料进行了微观鉴别的研究。该课题组测量了高分子样品的近场红外成像以及红外吸收光谱，得到了高分子材料的纳米分辨率的相分布信息。同时，该团队测量了常见高分子的近场吸收光谱，并与通过ATR-IR得到的吸收光谱进行比较，发现用neaspec Nano-FTIR得到的近场吸收光谱与ATR-IR得到的光谱有极高的对应度，可直接对照传统IR光谱数据库。因此，散射式近场光学显微镜（s-SNOM）和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR （德国Neaspec公司）可应用于纳米高分子及环境中高分子样品的鉴别。相关研究成果发表于Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202。图3. LDPE聚合物颗粒PS介质混合物样品的光学超分辨成像。(a) 拓扑结构成像以及对应的(b) 机械信号的相位图和 (c) 近场红外的振幅图。(d) 通过 (c) 中所示路径的直线扫描得到的在1300 - 1700 cm-1区域内的近场红外的相位图。(e) LDPE和PS区域对应的近场红外的相位图。(f) 和 (g) 分别对应 (c) 中A, B区域的高分辨率近场红外相位图。可以看到LDPE/PS界面的近场红外的相位图中峰的移动。图4. (a) 用Nano-FTIR得到的PLA样品对应的近场红外的振幅(Sn)，实部(Re)，相位(φn)，虚部(Im)图。所得结果为三个样品点结果的均值，测量用时为7分钟。(b) Nano-FTIR得到的近场红外的虚部(Im)图与ATR-IR得到的PLA样品的光谱的对照。Nano-FTIR与ATR-IR得到的光谱高度吻合。案例3：石墨烯电解液界面的纳米红外研究ATR-IR是应用于电极电解液的原位界面表征的常用方法。然而该技术的探测深度在微米级别，而电极电解液的界面，如双电层，一般在纳米级别。因此ATR-IR得到的界面光谱信号受到电解液主体信号的严重干扰。加州大学伯克利分校的Salmeron教授利用nano-FTIR对石墨烯电解液界面进行原位研究，通过nano-FTIR可达10 nm的超高空间分辨率(探测深度)，对非热膨胀样品（石墨烯）的高敏感度，及无损伤的特点，实现了对单层石墨烯电解液界面的原位表征，真正获得了双电层的化学信息。研究人员发现，相较于传统的ATR-IR，nano-FTIR的红外光谱中可观测到界面独有的离子配位体，这得益于nano-FTIR的高灵敏度与高空间分辨率。同时，nano-FTIR支持样品台的接电设计，研究人员通过改变石墨烯电极的电压，观测到红外光谱的变化，说明了界面化学成分的变化，即双电层的变化。相关研究成果发表于Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.图5. 单层石墨烯电解液nano-FTIR原位研究实验设计示意图。图6.（a）ATR-FTIR和nano-FTIR的(NH4)2SO4水溶液红外光谱。（b）nano-FTIR在+0.5V和0V vs. Pt的红外光谱。0V数据取2个位置共64组光谱的平均值，+0.5V数据取5个位置共112组光谱的平均值。案例4：对多组分高分子材料的纳米成分分析西班牙巴斯克大学的Hillenbrand教授利用nano-FTIR实现了多组分高分子材料的纳米成分分析。研究人员通过检测聚苯乙烯（PS），聚丙烯酸（AC）以及聚偏氟乙烯（FP）混合样品的纳米区域的红外光谱，并与标准样品的纳米红外光谱做对比，得到样品组分的纳米分布图，分辨率达到了30 nm。通过分析样品C-F（1195cm -1），C=O（1740cm -1）及C-O（1155cm -1）峰的强度及波数的空间分布图，可得到对应的高分子组分及组成结构的空间分布。相关研究成果发表于Nature Communications, 2017, 8，14402. Nano-FTIR可以得到材料纳米分辨率的化学信息，分辨率最高可达10 nm，是传统FTIR和ATR-IR无法企及的。图7. nano-FTIR对高分子复合材料的表征。包括（a）拓扑结构成像，（b）相应位置的纳米红外光谱，以及（c），（d）基于纳米红外光谱的组分分布图。纳米傅里叶红外光谱仪nano-FTIR的技术优势：☛ 极大地突破了传统红外光谱的空间分辨率极限，可达10 nm；☛ 得到的谱图与传统红外谱图有极高的一致性；☛ 探测光学信号而非机械信号，灵敏度极高，适用于热膨胀系数低的系统；☛ 可同时得到光谱及成像结果；☛ 测样时间短；☛ 操作和样品准备简单——仅需要常规的AFM样品准备过程。参考文献：1. Meyns M, Primpke S, Gerdts G. Library based identification and characterisation of polymers with nano-FTIR and IR-sSNOM imaging [J]. Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202.2. Grossmann L, King B T, Reichlmaier S, et al. On-Surface Photopolymerization of Two-Dimensional Polymers Ordered on the Mesoscale [J]. Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736.3. Lu Y, Larson J M, Baskin A, et al. Infared Nanospectroscopy at the Graphene-Electrolyte Interface [J]. Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.4. Amenabar I, Poly S, Goikoetxea M, et al. Hyperspectral Infared Nanoimaging of Organic Samples based on Fourier Transform Infared Nanospectroscopy [J]. Nature Communications, 2017, 8: 14402.

第十三届中美华人纳米论坛将于2018年6月29日-7月3日在成都环球中心天堂洲际大饭店举行。届时，嘉仪通将携手成都办事处——嘉瑞通科技，以及合作伙伴——颐光科技共同参加此次会议，并现场展示嘉仪通测试薄膜材料Seebeck系数和电阻率的“薄膜热电参数测试系统”以及用于多种材料的快速热处理的“红外退火炉”，我们热诚欢迎各界同仁莅临嘉仪通展位参观指导。 大会详情中美华人纳米论坛自2006年创办以来受到海内外广泛关注，影响力迅速扩大，被誉为“华人纳米年度顶级盛会”。本届论坛由西南交通大学和四川大学联合承办，主题为“纳米科学及前沿技术”。会议内容此次会议将国绕纳米创制与功能、纳米能源与环境纳米生物与医学、纳米材料及表征等议题开展学术交流；同时，安排纳米医疗应用、纳米能源和环境、量子点与钙钛矿等专题讨论和墙报展示。会议信息论坛时间：2018年6月29日-7月3日论坛地址：成都环球中心天堂洲际大饭店主办单位：中美华人纳米论坛组受会承办单位：西南交通大学、四川大学【薄膜热电参数测试系统】和【红外退火炉】【薄膜热电参数测试系统】：l薄膜热电参数测试系统MRS-3 ，专门针对薄膜材料的Seebeck系数和电阻率测量，采用动态法测量Seebeck系数,避免了静态测量在温差测量上的系统误差,采用四线法测量电阻率，测量更准确便捷。【红外退火炉】：红外退火炉IRLA-1200，采用红外辐射加热技术同时搭配高精度温度控制系统，24秒内仪器可快速升温至1150℃,升温速率最快可达50℃/s，控温精度可达±0.1℃，可实现样品快速升温和退火，对新材料相关的RTP研究工作起到重要作用。

供稿| 洪艺伦编辑| Norah、孙平校阅| Lucy、Joanna以石墨烯为代表的二维范德华层状材料具有独特的电学、光学、力学、热学等性质，在电子、光电子、能源、环境、航空航天等领域具有广阔的应用前景。目前理论预测得到的层状母体材料已经超过5,600种，包括1800多种可以较容易地或潜在地通过剥落层状母体材料得到的二维层状化合物[1]，像是石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等均存在已知的三维母体材料。在目前已知的所有三维材料中，块体层状化合物的数量毕竟不是多数。因此，直接生长自然界中尚未发现相应块状母体材料的二维层状材料，成为突破和扩展二维层状材料范围的新“希望”。它们有望为新物理化学特性的发现和潜在的应用前景提供巨大机会，具有重要的科学意义和实用价值。过渡金属碳化物和氮化物(TMCs和TMNs)就是这类材料。然而，由于表面能量的限制，这些非层状材料倾向于岛状生长而非层状生长，往往只能得到几纳米厚度的、横向尺寸约100微米的非均匀二维晶体，这就使得大面积均匀厚度的合成依然困难。那么，如何解决呢？近日，中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心任文才研究员团队，提出一种新方案——采用钝化非层状材料的高表面能的位点来促进层状生长，最终制备出一种不存在已知母体材料的全新二维范德华层状材料——MoSi2N4，并获得了厘米级单层薄膜。本次“前沿用户报道”专栏就将为大家介绍这一研究。图1 二维层状MoSi2N4晶体的原子结构：三层（左）的MoSi2N4原子模型和单层的详细横截面晶体结构； 01“平平无奇”Si，实现材料新生长关于二维层状材料的研究，任文才团队多有建树，他们早在2015年就发明了双金属基底化学气相沉积（CVD）方法，并利用该方法制备出多种不同结构的非层状二维过渡金属碳化物晶体材料。但正如上文提到的，这些材料由于表面能限制，使得该富含表面悬键的非层状材料倾向于岛状生长，难以得到厚度均一的单层材料。令人惊喜的是，团队成员在一次实验中打开了新思路。他们在研究如何消除表面悬键对非层状材料生长模式的影响时，想到了从电子饱和的角度出发，发现硅元素可以和非层状氮化钼表面的氮原子成键使其电子达到饱和状态，而硅元素正好是制备体系中使用到的石英管中的主要元素。因此，他们决定从制备体系中的石英管中的Si元素入手，研究Si元素的加入对非层状材料生长的影响。团队成员惊喜地发现， Si元素可以参与到生长中去，成为促进材料生长的绝佳“帮手”。这一意外的发现开启了探索的新方向，他们反复试验，最终确认Si的引入的确可以改变材料的生长模式。他们在CVD生长非层状二维氮化钼的过程中，引入硅元素来钝化其表面悬键，改变其岛状生长模式，最终制备出新型层状二维材料材料——MoSi2N4。图2 (A)单层MoSi2N4薄膜的CVD生长（B）用CVD法生长30min、2h和3.5h的MoSi2N4光学图像，说明了单层薄膜的形成过程（C）CVD生长的15mm×15mm MoSi2N4薄膜转移到SiO2/Si衬底上的照片；（D）一个MoSi2N4薄膜典型的AFM图像，显示厚度~1.17nm；（E）MoSi2N4结构的横截面HAADF-STEM图像，显示层状结构，层间距~1.07nm02Si钝化效果显著，MoSi2N4成功制备任教授团队还对比了加Si与不加Si之间的区别，发现采用Si来进行钝化的方式效果显著，帮助他们获得了一种全新的不存在已知母体材料的二维范德华层状材料——MoSi2N4，并最终可获得厘米级的均匀单层多晶膜。从下图3就可看出，下图为Cu/Mo双金属叠片为基底，NH3为氮源制备的单层和多层材料。通过对比试验发现：在不添加Si的情况下，仅能获得横向尺寸为微米级的非层状超薄 Mo2N晶体，厚度约10 nm且不均匀；而当引入元素Si时，生长明显发生改变：初期形成均匀厚度的三角形区域，且随着生长时间的延长三角形逐渐扩展，同时又有新的三角形样品出现并长大，最后得到均匀的单层多晶膜。利用类似制备方法，他们还制备出了单层WSi2N4。图3 经过高分辨透射电镜的系统表征，发现层状MoSi2N4晶体的每一层中包含N-Si-N-Mo-N-Si-N共7个原子层，可以看成是由两个Si-N层夹持一个N-Mo-N层构成（A）单层MoSi2N4晶体的原子级平面HAADF-STEM原子像；（B）多层MoSi2N4晶体的横截面原子级HAADF-STEM图像03高强度和出色稳定性，后续研发令人期待厘米级单层薄膜已经制备，其性能如何呢？该团队成员继续展开了论证。他们与国家研究中心陈星秋研究组和孙东明研究组合作，最终发现单层MoSi2N4具有半导体性质（带隙约1.94eV）和优于单层MoS2的理论载流子迁移率，同时还表现出优于MoS2等单层半导体材料的力学强度和稳定性。另外，通过使用HORIBA LabRAM HR800拉曼光谱仪进行拉曼光谱测试，获得了显著的拉曼信号，这为后续材料的快速表征提供了有力的证据。这些物理性能的提升，无疑为MoSi2N4进入实际应用奠定了基础，后续这一材料将在电子器件、光电子器件、高透光薄膜和分离膜等领域做更深入的应用探索。不仅如此，团队成员通过理论计算预测出了十多种与单层MoSi2N4具有相同结构的二维层状材料，包含不同带隙的间接带隙半导体、直接带隙半导体和磁性半金属等（图4），这一研究结果也进一步拓宽了二维层状材料的范围，尤其壮大了单层二维层状材料的大家族，具有重要意义。该工作得到了国家自然科学基金委杰出青年科学基金、重大项目、中国科学院从0到1原始创新项目、先导项目以及国家重点研发计划等的资助。图4 理论预测的类MoSi2N4材料家族及相关电子能带结构该研究成果不仅开拓了全新的二维层状MoSi2N4材料家族，拓展了二维材料的物性和应用，而且开辟了制备全新二维范德华层状材料的研究方向，为获得更多新型二维材料提供了新思路。04文章作者&论文原文任文才，中国科学院金属研究所研究员，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事石墨烯等二维材料研究，在其制备科学和技术、物性研究及光电、膜技术、储能等应用方面取得了系统性创新成果。在Science、Nature Materials等期刊发表主要论文160多篇，被SCI他引24,000多次。连续入选科睿唯安公布的全球高被引科学家。获授权发明专利60多项（含5项国际专利），多项已产业化，成立两家高新技术企业。获国家自然科学二等奖2次、何梁何利基金科学与技术创新奖、辽宁省自然科学一等奖、中国青年科技奖等。文章标题：Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials. Science 369 (6504), 670-674.DOI: 10.1126/science.abb7023引用文献：[1] N. Mounet et al. Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds. Nat. Nanotechnol. 13, 246-252 (2018).免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者或互联网转载，目的在于传递更多信息用于分享，供读者自行参考及评述。文章版权、数据及所述观点归原作者或原出处所有，本平台未对文章进行任何编辑修改，不负有任何法律审查注意义务，亦不承担任何法律责任。若有任何问题，请联系原创作者或出处。

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员日前开发出一种多功能的混合平台，利用脂质覆盖的纳米线来构建生物纳米电子设备的原始模型。科学家表示，将生物组件混合在电路中可增强生物感测及诊断工具的功能，促进神经修复，甚至有可能增加未来电脑的运行速度。该项研究发表在美国国家科学院学报的网络版上。　　现代的通信设备多依靠电场和电流携带信息流，生物系统的信息传达方式则要复杂得多。它们通过大量的膜受体、通道和“泵”来控制信号的转导，而这是最强大的计算机也无法比拟的。例如，将声波转换成神经冲动是一个非常复杂的过程，但对于人耳来说却轻而易举，没有任何执行障碍。　　此次研究的主导科学家，亚历山大诺依表示：“使用含有复杂生物组件的电子电路可以更有效率。”尽管早期研究曾试图将生物系统融入微电子中，但都未达到无缝的材料混合水平。“而随着与生物分子大小相媲美的纳米材料的诞生，我们可以在定域的能级范围内对生物系统进行融合。”　　为了研制出生物纳米电子平台，研究小组使用了脂质薄膜，其在生物细胞中十分普遍。这些薄膜构成了稳定、可自我修复、对于离子和小分子来说几乎不可逾越的障碍。研究报告的共同作者之一，加州大学伯克利分校的尼潘米斯拉谈到，脂质薄膜中还能够容纳无限的蛋白质机械，其可在细胞内执行临界识别，信号传输、转导等功能。　　研究人员借助连续的脂质双层薄膜覆盖了纳米线的外层，将薄膜融入硅纳米线晶体管中，在纳米线表面和溶液间形成了屏障。诺依表示，这种屏障结构能使薄膜上的细孔成为离子到达纳米线的唯一途径。这也是其借助纳米线设备监视特定的传输，对膜蛋白进行控制的关键所在。通过改变纳米线设备的触发电压，研究人员可以实现膜细孔开合的电子控制。　　但加州大学戴维斯分校的胡里奥马丁内兹和另一名联合作者也都表示，除了一些基础工作，该研究尚处于起步阶段，仍需付出大量努力才能真正实现脂质薄膜在纳米电子器械中的应用。