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测量镜

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测量镜相关的资讯

  • 镜头透过率测量解决方案
    1. 前言随着智能产品的发展,无论是手机摄像头、车载摄像头,还是数码相机、监控摄像头,成像质量是人们选购时考虑的关键因素。镜头的透过率直接决定了成像质量的高低,因此,评价镜头的透过率至关重要。但是不同用途的镜头尺寸不同,如智能手机中的小型镜头,单反相机中的长焦距镜头组。要想快速准确测定这些镜头,需要为它们配备合适的支架。基于以上需求,日立开发了多种镜头测试附件,可以单独测量镜头的光学元件如滤光片、透镜,也可以直接测量镜头组成品。而且紫外可见近红外分光光度计UH4150具有大型样品仓,可以轻松安装这些附件;平行光束特征,可以获得高重现性和低噪声的数据。2. 应用数据 2.1 测量附件UH4150可以选配多种尺寸的镜头附件,部分附件图片如下所示。图1 部分镜头测量支架除此之外,UH4150还可以选配微小样品测量附件,测定微小尺寸的镜头透过率,附件如下图所示。图2 微小样品测量附件 2.2 相机镜头组的透过率测定图3 相机镜头组的样品仓安装示意图将镜头组直接安装到UH4150样品仓中,若镜头外壳在光入口和光出口处的尺寸不同(如图3右侧),则可以在大型镜头测量附件中放置调整板,使样品中心轴和仪器光轴一致。样品安装完成后,测量镜头组的透过率,结果如图4所示。图4 镜头组的透过光谱结果显示,UH4150配备大型镜头测量附件,可以获得低噪音的光谱。相机镜头组在可见光区的透过率接近90%。2.3 手机镜头的透过率测量智能手机摄像头的尺寸较小,需要调整入射光的光斑,以准确测定待测样品。微小样品测量附件包括参比侧光阑,会聚镜、样品支架。样品支架可根据样品的尺寸灵活定制。图5 手机镜头UH4150通过选配微小样品测量附件,测量了两种手机镜头A和B的透过率,样品A的光阑直径为Φ1.5 mm,样品B光阑直径为Φ1.1 mm。基于样品特征,使用光束直径为0.7 mm的样品支架安装样品。测量结果如图所示。图6 手机镜头A和B的透过光谱从图中可以看出,样品A和样品B在可见区的透过率在80%以上,在近红外区的透过率为0%。2.4 结论1) UH4150配备合适的镜头测量附件,可以直接测定相机镜头组。2) UH4150的平行光束特征可以保证长焦距镜头测量结果的精度和重现性。3) UH4150选配微小样品测量附件可以满足小尺寸手机镜头的测量要求,即使光束直径为0.7mm,仍然可以得到信噪比高的透过光谱。3. 总结日立UH4150具有大型样品仓,适合多种附件的安装。优异的平行光束性能,使得数据重现性高。可以为镜头透过率测量提供灵活准确的解决方案。
  • 定制镜面反射测量附件
    1. 镜面反射附件可以用来干什么呢? 镜面反射与我们的日常生活密切相关,如利用镜面反射进行照明和聚集能量的日光灯灯罩、高原上的太阳灶,另外,一些显示器面板,如电脑、手机的显示屏,需要使用增透膜(AR涂层),减少镜面反射,从而让屏幕的画面更清晰,减少鬼影和光斑。 在研发生产或质量检测中,需要对这些元件进行镜面反射测定,据此评价它们的性能。由于这些元件的种类多样,需要测定不同固定角度下的镜面反射,因此定制不同入射角的镜面反射附件可以直接测定不同元件的镜面反射率,提高评价效率。可用于测定光学玻璃,塑料,滤光片,镜子等样品。能够为从事玻璃,滤光片及化学领域的客户带来解决方案。2.镜面反射附件是什么样子的呢? 日立紫外-可见-近红外分光光度计UH4150在镜面反射测量中,可以提供4种固定入射角的标准选配附件,分别是5°,12°,30°和45°。凭借丰富的研发经验,日立可以定制不同固定入射光角度的镜面反射附件。附件的详细信息,请点击以下链接。https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s926340.htm有任何关于日立定制附件的问题,请拨打: 400-630-5821
  • 世界首台!AIMS望远镜突破太阳磁场测量难题
    记者从青海冷湖天文观测基地获悉,世界首台“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(简称AIMS望远镜)已实现核心科学目标——将矢量磁场测量精度提高一个量级,实现了太阳磁场从“间接测量”到“直接测量”的跨越。AIMS望远镜是国家自然科学基金委员会支持的重大仪器专项(部委推荐)项目,落户于平均海拔约4000米的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山D平台。据了解,经过5个多月的前期调试观测,目前望远镜技术指标已满足任务书要求,进入验收准备阶段。中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地总工程师王东光介绍,科学数据分析表明,AIMS望远镜首次以优于10高斯量级的精度开展太阳矢量磁场精确测量。“这意味着AIMS望远镜利用超窄带傅立叶光谱仪,在中红外波段实现了直接测量塞曼裂距得到太阳磁场强度的预期目标,突破了太阳磁场测量百年历史中的瓶颈问题,实现了太阳磁场从‘间接测量’到‘直接测量’的跨越。”王东光说,“塞曼裂距与波长的平方成正比,在AIMS望远镜之前,太阳磁场多在可见光或近红外波段观测,由于裂距很小,观测仪器很难分辨。AIMS望远镜的工作波长为12.3微米,在同等磁场强度下,塞曼裂距增加几百倍,使得‘直接测量’成为可能。”  这是2023年4月8日拍摄的AIMS主体结构。新华社记者顾玲 摄AIMS望远镜是国际上第一台专用于中红外太阳磁场观测的设备,将揭开太阳在中红外波段的神秘面纱。“通过消除杂散光的光学设计和真空制冷等技术,我们解决了该波段红外太阳观测面临的环境背景噪声高、探测器性能下降等难题。”中科院国家天文台高级工程师冯志伟介绍,红外成像终端由红外光学、焦平面阵列探测器和真空制冷三个系统组成,包括探测器芯片在内的所有部件均为国产。该终端系统主要用于8至10微米波段太阳单色成像观测,从而研究太阳剧烈爆发过程中的物质和能量转移机制。此外,AIMS望远镜也实现了中红外太阳磁场测量相关技术和方法的突破,在国内首次实现中红外太阳望远镜系统级偏振性能补偿与定标,“望远系统在中国天文观测中首次采用离轴光学系统设计,焦面科学仪器除8至10微米的红外单色像外,还配备了国际领先的高光谱分辨率红外成像光谱仪和偏振测量系统。”王东光介绍,AIMS望远镜的研制,除了在太阳磁场精确测量方面起到引领作用外,也可在中红外这一目前所知不多的波段上寻找新的科学机遇。  AIMS望远镜科研团队成员正在观看电脑屏幕显示出分裂的光谱。(受访者供图)据介绍,AIMS望远镜旨在通过提供更精确的太阳磁场和中红外成像、光谱观测数据,研究太阳磁场活动中磁能的产生、积累、触发和能量释放机制,研究耀斑等剧烈爆发过程中物质和能量的转移过程,有望取得突破性的太阳物理研究成果。
  • 尼康推出新一代工业测量显微镜
    近日,尼康宣布推出全新的MM-400N和MM-800N系列工业测量显微镜。升级之后,这两个系列都具有针对透射照明装置的光圈控制装置,让用户能够调整光圈,以优化对比度和分辨率。此外,用户还可设置用于测量圆柱形产品的照明条件。新开发的透射LED照明装置同时拥有了白色和绿色光源;用户可通过按下显微镜前面的开关来切换光源颜色, 而无需插入或移除滤光片。另外,通过将透射照明装置集成至工业测量显微镜的主体中,可将仪器的深度缩短30mm,从而减小安装占用空间。MM-800N作为改造的一部分,尼康为工业测量显微镜设计了现代化的外观,展示了公司全新而简洁的黑白色涂装。此外, 电力消耗相比之前的MM-400/MM-800系列型号约降低10%。新款和以往系列型号共用很多相同的零部件,包括测量台、物镜和光学配件,用户可以继续将其用于实现简单、精确且高度可重复的测量应用。MM-800N/LMU
  • 新型冰雪粒径测量仪和硬度测量仪助力“科技冬奥”
    高山滑雪最高时速达248km/h,滑雪赛道也需要“塑胶跑道”“更快,更高,更强”是奥林匹克的口号,充分反映了奥林匹克运动所倡导的不断进取、永不满足的奋斗精神。奥运会纪录的频频打破,不但有运动员的刻苦训练,教练员的辛勤指导,科技尤其是对于运动场地的科技提升也扮演了重要的角色。就拿大家熟悉的田径运动场而言,最初的跑道是煤渣跑道(相信很多70后、80后的老伙伴们都跑过吧),后来改成了人工合成的塑胶跑道,与煤渣跑道相比,其弹性好,吸震能力好,为运动员的发挥和成绩的提高提供了物质基础。在1968年的墨西哥奥运会上,在首次使用的塑胶跑道赛场上创造了诸多的奥林匹克纪录。2022年中国北京即将举行冬季奥林匹克运动会,中国提出了“科技冬奥”的概念,中国冰雪运动必须走科技创新之路。高山滑雪比赛是冬季奥运会的重要组成部分,被誉为“冬奥会皇冠上的明珠“。高山滑雪的观赏性强,危险性大,比赛时运动员最高时速可达到248km/h。高山滑雪比赛均采用冰状雪赛道。什么是冰状雪?所谓冰状雪,是指滑雪场的雪质形态,其表面有一层薄的硬冰壳,用于减小赛道表面对于滑雪板的摩擦力。可以说冰状雪赛道就是高山滑雪项目的塑胶跑道,其制作的质量对提高运动员的成绩及滑雪的舒适感,保护运动员的身体,延长运动寿命有着十分重要的作用。看似简单的冰状雪赛道,制作起来却大有讲究。冰状雪的制作过程十分复杂,目前采用的是向雪地内部注水的方案。但是注水的强度和注水的时间把握需要根据不同的赛道地点以及当时注水时的气温进行相应的调节,以保证冰状雪赛道既有一定的强度,又有足够的弹性,使得运动员能够在高速的高山滑雪比赛中舒畅的进行滑降、回转等比赛项目。与田径场塑胶跑道不同的是,每次比赛每一个运动员在进行高山滑雪比赛时,由于技术动作的需要,都或多或少的会对冰状雪的赛道产生一定损伤,为了保证比赛的公平性,前后出发的滑雪运动员的赛道雪质状态需要保证一致,因此冰状雪赛道还需要有一定的厚度以及均匀性。研制新型冰状雪测量仪器,保障赛道质量既然冰状雪赛道有如此多的要求,那么过去是如何判断冰状雪赛道的雪质的呢?主要是采用人工判断的方法,即找一些有经验的裁判员用探针安装在电钻上进行触探工作,通过触探工作反馈的手感判断冰状雪赛道的建造质量。这种带有一定“盲盒”性质的判断工作往往会显得很不透明,也不利于这项运动的推广。助力2022北京冬奥会,依托科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项2020的“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目,中国科学院南京天文光学技术研究所南极团队和中国气象科学研究院共同合作研发了用于判断冰状雪赛道质量的冰雪粒径测量仪和冰雪硬度测量仪,其目的在于将冰状雪质量的人工主观判断,变成清晰可见的客观物理数据,通过对这些物理数据的科学分析,结合有经验的运动员的滑雪体验,掌握不同地点,不同天气条件下冰状雪赛道的制作方法。主要有如下两种仪器:冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪。积雪颗粒的形状及大小是影响雪的力学性质的主要因素,不同大小雪粒之间在自然状态下空隙不断变小,雪中含有的空气降低,使得雪粒间的化学键合力增强,从而影响雪的硬度。那么如何测量积雪的颗粒呢,科研人员采用漫散射原理:近红外光经过粗糙的表面会被无规律的向各个方向反射,会造成光强度减弱,光减弱的大小跟表面的粗糙相关,而积雪表面的粗糙程度是由粒径决定的。通过测量光减弱的比例间接的测量出冰雪的颗粒大小。冰雪粒径自动测量仪测量注水雪样雪的硬度测试是反映冰雪强度的重要指标之一,冰雪硬度测量仪的原理是通过电机带动滑轨驱动探头打入冰状雪赛道内部,并读取探头受到的反作用力的大小来判断冰雪的硬度条件。该方法的好处是可以做到基本无损的对赛道进行冰雪硬度的测量,不影响赛道的后续使用,并且可以通过读取力和冰状雪深度的曲线了解冰状雪赛道的均匀性。针对高山滑雪的赛场坡度较陡,人工攀爬十分困难,科研人员在仪器的便携性上做了特殊的设计,设计了一款折叠式的硬度测量仪,方便携带,可以从坡顶沿雪道一直测量到坡底,实现了仪器的“就地展开”和“指哪测哪”的功能。冰雪硬度测量仪现场工作照片2020年11月-2021年3月,抓住冬奥会举办前的最后一个冬季的机遇,在冬奥会举办地北京延庆、河北张家口以及黑龙江哈尔滨亚布力冬季体育训练基地对不同气候条件、不同注水强度的冰状雪赛道,使用研制的冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪进行了粒径及冰雪硬度测试,获得了不同深度冰雪粒径的变化图以及不同深度的冰雪硬度的曲线图。冰状雪赛道压强-深度关系图该项目的首席科学家,中科院西北研究院冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾研究员认为“雪粒径及硬度计等新型冰雪仪器的研究,将过去以人工经验为主的冰状雪赛道状态判断变为了客观、清晰的科学指标,为冰状雪赛道制作标准的透明化提供了参考依据”。项目攻关团队的带头人,国际冰冻圈科学协会副主席,中国气象科学研究院丁明虎研究员认为“雪粒径和硬度计的设计充分考虑了不同于自然雪的人工造雪的特殊情况,仪器在项目工作中表现优异,性能稳定,可靠性高。”未来将在南极天文台发挥作用冰雪强度、硬度的测量不仅可以应用于滑雪相关的体育运动中,在未来的极地工程建设上也能发挥作用。遥远的南极虽然不是适合人类居住的地方,但是却有着良好的天文观测条件。根据2020年在 Nature 上发表的一篇文章,证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址。这项研究成果确认了昆仑站有珍贵的天文观测台址资源,为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学的基础。但是如何在南极地区安装大型望远镜又有很多实际的困难,其中之一就是普通的大型望远镜的基墩都是直接安装在地球的基岩上,这样基墩比较扎实稳固,能保证望远镜在观测时不会因为地基不稳产生晃动,但是冰穹A地区的冰大约有4000m那么厚,相当于1500层楼房那么高,如果再想将望远镜基墩打入基岩显然难以做到。那么大型望远镜如何能够平稳的伫立在南极浮动的冰盖上呢?这就需要科学家们对冰穹A地区的冰雪进行特殊的加固处理,使其能够满足基墩的设计要求。在加固处理完后,我们的雪粒径和硬度测量仪就可以对加固后的冰雪强度进行测量,通过科学的数据检验其是否能够满足南极大型望远镜的需求。
  • 【标准解读】透射电镜图像法测量多相体系中纳米颗粒粒径
    透射电子显微镜(TEM)具有原子水平的分辨能力,它不仅可以在观察样品微观形态,还可以对所观察区域的内部结构进行表征,成为纳米技术研究与发展不可或缺的工具。特别是TEM配合图像分析技术对多相体系中纳米颗粒粒度进行分析具有一定的优势。本文将对已实施的GB/T 42208-2022 《纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量透射电镜图像法》进行解读。多相体系是指体系内部不均匀的体系,在物理化学中也称为非均相体系、混相体系或者复相体系。而纳米颗粒受尺寸限制往往存在于材料基体中,形成多相体系来增加整个材料特性,这可能关系到后续产品的性能和安全性,因此对多相体系中纳米颗粒的评价尤为重要。透射电镜能作为最直观、准确的设备能够对样品内部进行评价,在多相体系中的纳米颗粒粒径表征中不可或缺。本标准从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足,给出较为完整的多相体系中纳米颗粒粒径分析评价方法,不仅对于多相体系中纳米颗粒的粒径这种需要探讨体系内部的颗粒测量给出了方案,而且对于不同TEM的颗粒测量结果一致性评判具有重要的参考价值。本文件适用于固相多相体系中的粒径测量。考虑到多相体系的多样性,胶体和生物组织中的纳米颗粒,只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求,也适用本文件.一、背景纳米材料由于表面效应、量子尺寸效应、体积效应和量子隧道效应等,使材料表现出传统固体不具有的化学、电学、磁学、光学等特异性能。同时,受到尺寸的限制,纳米材料单独使用的场合有限,往往存在于材料基体中,形成多相体系来增加整个材料特性。但是由于纳米颗粒粒径较小、比表面积较大、表面能较大,极易团聚,致使其在多相体系中很难表征和评价。研究多相体系中纳米颗粒的粒度测量,对优化材料结构,改善材料的性能有着极大的促进作用,对推动纳米材料的应用和发展具有重要的意义。多相体系中纳米颗粒不同于单一的纳米颗粒,它对检测方法、样品处理及样品制备都有较高的要求。扫描电子显微镜和原子力显微镜由于成像原理的问题,不利于多相体系中纳米颗粒的测量。因此在本标准发布之前,国内该内容处于空白,本标准聚焦透射电镜的成像原理,对样品制备、图像获取、图像分析、结果表示、测量不确定度等技术内容给出了充分的、系统的说明。二、规范性引用文件和参考资料本标准在制定过程中,在符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》国家标准编写要求的基础上,充分参照了现行相关国家标准中的相关术语及技术内容的表述,包括颗粒系统术语、纳米材料术语、微束分析、粒度分析、纳米技术等各个专业领域;同时,在规范表达上,也充分征求了行业专家、资深从业者、用户的意见和建议,力求做到专业、通俗、易懂。 三、制定过程本标准涉及的领域较为专业,因此集合了国内相关领域的一批权威代表性机构合作完成。牵头单位为国家纳米科学中心,主要参加单位包括国标(北京)检验认证有限公司、北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心)、深圳市德方纳米科技股份有限公司、中国计量大学、北京粉体技术协会等。对于标准中的重要技术内容,如实验步骤、不同多相体系样品的制备方法、图像获取方式、图像分析、数据处理等均进行了实验验证,确定了标准中相关技术的操作可行性。四、适用范围本文件适用于固相多相体系中纳米颗粒的粒径测量和粒径分布。胶体和生物组织中的纳米颗粒,只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求,也适用本文件。 五、主要内容本标准描述了利用透射电子显微镜图像处理和分析技术进行纳米颗粒在多相体系中分散的粒径测量方法的全流程,包含了标准所涉及的术语和定义,TEM的成像原理,不同类型样品的制备方法,详尽的实验步骤,结果表示以及测量不确定度的来源,并在附录中针对不同的样品类型给出了实用案例。术语及定义:即包括了纳米颗粒、分散的术语定义,还包括了TEM中明场相、暗场像、扫描透射电子显微图像和高角环形暗场像等几种成像方式的定义。一般原理:利用透射电镜图像评估纳米颗粒在多相体系中的粒径测量,主要基于透射电子显微镜中电子束穿透样品成像的原理,并对图像进行处理,通常需要借助粒径分析软件进行粒径测量,以避免人为因素的干扰。样品制备:纳米颗粒在多相体系中的分散,由于多相体系材料不同,样品制备方法不同,系统的介绍了纳米复合材料的制备、多相固态金属材料的制备以及多相生物材料的制备方法,这包含了超薄切片技术、离子减薄技术、生物染色技术等。实验步骤:包含了装样、仪器准备、图像获取的全过程。需要注意的是根据多相体系材料及其中纳米颗粒的种类和状态的不同,在测试过程中要明确选用明场、暗场、高角环形暗场等合适的成像技术,并保证有足够清晰度和对比度的透射图像,能够准确识别到图像中的纳米颗粒。除此之外,为了使拍摄所得的图像中包含有足够的样品数量进行粒径测量,需要在不同的位置多次拍摄。具体的过程,本标准在附录A中以镍基高温合金多相体系中纳米颗粒为例,给出了详细过程。粒径测量:多相体系中的纳米颗粒的透射电子显微镜图像通常存在背景亮度不均匀、分散相边界与图像背景灰度差小的特点,因此需要图像处理将样品图像从背景中区分出来。总体目标是将数字显微照片从灰度图像转化为由离散颗粒和背景组成的二值化图像。重点采用阈值算法进行单个颗粒的测量。同时,颗粒粒径测量时测量颗粒数量对测量不确定的影响较大,因此需要确认最少测量颗粒数,这也取决于实际的测量需求。在结果表示方面,实验室可以根据实际需求,只评价纳米颗粒粒径的大小,也可以以纳米颗粒的分布范围为评价目标。在标准的附录中给出了两种分布范围方式。不确定度:对多相体系中纳米颗粒的粒径测量的测量不确定度主要来源包含了样品均匀性、样品制备、图像处理和测量所需的颗粒数不足等。在上述基础上,给出了测量报告的信息及内容。本文作者:常怀秋 高级工程师;国家纳米科学中心 技术发展部Email:changhq@nanoctr.c
  • 原位力学测量仪与拉曼光谱、金相显微镜实现联用
    p  近日,科技部高技术研究发展中心组织专家组对吉林大学牵头承担的863计划“跨尺度原位力学测试新技术与仪器装备的开发制造”进行了技术验收。专家组认为该课题突破了微纳量级测量的多项关键技术,研发出系列测量仪器,实现了预期目标,一致同意通过验收。/pp  随着新材料、航空航天和高端制造业等产业集群的发展,对材料服役性能测试与保障能力的要求不断提高,学术界和工业界对材料微观力学性能测试技术与仪器开发的需求迅速增长。对此,在863计划支持下吉林大学等单位开展了跨尺度原位力学测试新技术与仪器装备的开发研制工作。经过3年攻关,课题组攻克了原位力学测试仪器装备的设计、制造与标定等关键技术,突破了原位测试仪器精度校准的技术瓶颈,使加载力分辨率达10mN、加载位移分辨率优于100nm,多项指标取得突破,与传统的材料力学性能测试技术相比,本课题研制的仪器能与扫描电子显微镜、Raman光谱仪和金相显微镜等多种材料性能表征技术相兼容,实现了对材料力学参数、微观力学行为、变形损伤机制与微观组织演化多参量原位精准测试。课题组已初步掌握了微测量仪器工程化产业化关键技术,并形成了专利成果转化的良性机制,所研发的压痕/刻划、拉伸/压缩、剪切、弯曲、扭转和拉伸-扭转复合等6类17种仪器及其配套分析处理软件,填补了我国相关领域仪器的空白。该课题成果已在包括北京大学、浙江大学、北京工业大学以及济南铸锻所等国内20多家大学和研究单位得到示范应用和推广。/pp  该课题的验收表明我国已经掌握了具有自主知识产权的材料微观力学性能测试仪器及其批量制造的核心关键技术,实现了我国自主知识产权原位测试仪器的突破,提升了我国自主研制仪器的技术水平,推进了传统试验机行业转型升级,丰富了现有材料力学性能测试理论、技术与标准体系,在人才培养、学科建设和产学研合作等方面发挥了重要作用,扩大了我国在力学性能测试领域的国际影响力。/p
  • 导致颜色测量相互冲突的常见陷阱
    您曾经交出过检验合格的工作,结果客户却因为颜色超出容差范围而拒收?您重新检查数据,仪器表示颜色在双方约定的容差内......那客户为什么说不在容差范围内呢?我们在技术支持工作中接到大量电话涉及此类测量冲突。 解决方法很简单——记录下明确定义如何评估色彩的控制程序,然后确保每个人(包括您的客户)都遵照执行。今天我们来分享您需要在此程序中包含的内容,这样您就能充满信心地工作。 仪器 只是因为您和客户都使用色彩测量仪器并不意味着你们对测量的意见会达成一致。以下是您必须考虑和解决的一些不同之处。 类型、几何结构和型号色彩测量仪器有许多不同的形状、尺寸和样式。比方说,色度仪是用以捕获颜色和进行基本评估的好方法。适用于准确测量的分光光度仪有三种不同的几何结构:0°/45°、积分球式和多角度。 Ci64 是一款多用途便携式积分球分光光度仪,便于用户快速、轻松地理解色彩测量程序,确保一致性,可快速查看测量数据。混合使用不同仪器是一个问题,因为仪器的工作方式略有不同。即使两个相同几何结构的分光光度仪计也不会完全相同地测量颜色,因为各自的精度有差异。为确保一致性,每个人都必须使用相同类型的色彩测量仪器,最好是相同的型号。 孔径尺寸所有色彩测量设备都有一个孔径,通常在 1.5 毫米到 25 毫米之间。您所选择的尺寸一定会影响您的测量。 假设您在测量的样本是以 5 毫米间隔的黑白条纹地毯。如果您使用 4 毫米孔径,那在测量时样本放置的位置会产生巨大差异。样本可能是黑色,或白色,或两者的灰色混杂。但是,如果使用 25 毫米孔径,则每一次都会捕获到所有颜色,测量更准确。评估色彩的每个人都必须使用相同尺寸的孔径,或者至少有求测量平均值程序进行补偿。 测量模式 各种仪器具有各种各样的测量模式或设置,每个人使用相同的模式至关重要。如果您使用 45°/0° 仪器,则需要确保都使用相同的 M 条件。如果您使用积分球式仪器,则使用 SCI 或 SCE、UV 校准、UV 滤镜......再说一遍,一致性是关键。 视角您所选择的视角设置 2° 或 10° 取决于您所在行业和您的应用。确保您和客户选择相同的设置。 状态 就像您的汽车一样,必须进行定期检修以保持设备处于良好的工作状态。定期校准和常规循环对比检测能确保工厂中每个人都得到相同的测量数字。发送设备进行年度认证也很重要,以确保设备读取和运作方式正确。 光源 光源描述在判断色彩时所用光线颜色。不同的行业对光源有不同的标准。 以上图像显示了红蓝色毛衣在四种不同照明条件下的外观。如您所见,光源类型使颜色大为改观。如果进行视觉评估,则必须定义光源箱的照明设置。还必须在设置分光光度仪时指定光源。 颜色计算和容差 多年以来,已经开发出不同的颜色计算和容差方法,这为供应商和制造商造成很多困惑。 使用 Lab,有两种计算方法报告色差:Hunter Lab (1945) – L a bCIELab (1976) – L*a*b* 使用 Delta E 有多种计算方法:FMC2 (1942) – DEfmc2Hunter (1945) – DECIE (1976) – DE*CMC (1988) – DEcmcCIE94 (1994) – DE94CIE2000 (2000) – DE2000为了避免颜色不一致,您和客户必须使用相同的计算方法。还需要确保双方设备都设为相同的容差。如果您的设为 2.0 而客户设为 1.0,那么您准予通过的颜色还是会不合格。您甚至可以将容差设置为比客户的更严一些,从而应对测量值之间的任何差异。 测量方法 样本展示许多人不考虑其样本背后到底是什么,尤其当样本是不透明的。但是,选择(和使用)正确的背衬物料非常重要,因为这能确保设备仅仅测量您希望其测量的颜色。还必须考虑厚度。比方说,织物样本通常折叠两次以测量 4 层厚度。弯曲或不平整的表面可能需要固定装置来确保样本的展示一致。即使压力有点变化也会改变结果。然而,您可以决定样本如何展示给设备、记录方法,并确保您和客户以相同的方式进行操作。此台式分光光度仪配有试管支架用以测量橙汁的颜色。 求测量平均值根据单次测量决定合格/不合格时,您有可能捕获了样本上唯一好的(或不好的)一点。我们都知道,生产节奏快很难以获得平均值;但您需要了解如果选择仅仅根据一次测量就作出决定的潜在陷阱。 标准虽然实物标准是交流颜色的精确方法,但这些标准会受褪色、污垢和损坏等影响,因而有可能改变颜色测量数字。需要妥善保存实物标准 - 我们在保护实物样本的终极指南中对此主题有更详细的介绍。 环境 温度颜色有热致变性,这意味着它会随着温度的变化而变化。华氏一度可以等同于 L*a*b* 空间 0.02 位移。也就是说,如果您在生产中以 95° 测量模压塑料,然后客户在 72° 进行测量,您可以预期高达 0.46 位移……您准予通过的却成了不合格。 湿度颜色还有水致变性。虽然湿度的影响通常较小,但颜色可能因测量的物质而有所不同。 干燥速率如果您在使用湿样本,请记住各种物质的干燥速率各不相同。而且,当它们干燥后,颜色会改变(考虑具体物质)。 排除相互冲突的测量实现测量一致性的最佳方法是标准化整个测量过程。记录所有内容并与客户分享。 1. 指定: ü 仪器ü 光源ü 颜色计算和容差ü 测量方法ü 环境2. 识别各个变量。3. 与每个人取得一致。4. 测试流程。
  • 科学家首次成功用离子阱精确测量锘原子质量
    科学家首次成功用离子阱精确测量锘原子质量  使发现长寿命超重元素成为可能  以德国亥姆霍兹重离子研究中心(GSI)为首的一个国际研究小组首次成功使用离子阱捕获了102号元素锘的原子,并精确测量了锘原子的质量。该方法使获得长寿命的超重元素成为可能。相关研究成果发表在近期的《自然》杂志上。  除了地球上自然存在的92种元素外,科学家们已陆续发现20多种人为产生的化学元素。在这些元素中,原子序数超过103(或105)的元素被称为超重元素。到目前为止所生成的超重元素的寿命都很短,大多在秒和毫秒的量级。由于超重原子核数量少且寿命短,科学家们一直无法直接测量它们的质量和电荷,只能通过测量它们的α衰变链来间接推断。  现在,由GSI主任迈克尔布洛克领导的国际科研小组成功研制出一套复杂的试验装置SHIPTRAP,并将其与曾发现6个超重元素的速度过滤器连接在一起,不仅成功捕获了锘原子,还精确测量了它的质量。  科学家们先用加速器发射的钙离子轰击铅箔来产生锘,然后用过滤器将锘与其他反应产物分开。在SHIPTRAP装置中,锘离子先在充满气体的空腔中被减速,然后被所谓的彭宁离子阱捕获。在离子阱磁场的作用下,锘离子在一个很小的螺旋轨道上以特定的频率运动,通过它锘原子的质量可以被直接计算出来。测量的精度可以达到百万分之五。  这是首次在没有理论假设的帮助下,以空前的精度直接确定锘原子的质量。而质量是原子的一个基本属性,通过它可以直接计算出原子组成的结合能。反过来,这也决定了原子的寿命或稳定性。因此,科学家们认为在离子阱中可能会发现寿命非常长的超重元素。  迈克尔布洛克表示,锘原子质量的精确测量只是他们新研发的测试设置SHIPTRAP成功的第一步。他们现在的目标是要继续完善测试装置,向越来越重的元素前进,将来或许有一天能够到达超重稳定岛。  更多阅读  《自然》发表论文摘要(英文)
  • 南京大学最新Nature中的变温拉曼测量
    大地繁花已似锦,白衣战士正凯旋,再来话科研—南京大学新Nature中的变温拉曼测量经过人民的不懈努力我国的疫情阻击战已经取得重大胜利,祖国大地已繁花似锦,我们可敬的白衣战士正凯旋而归。2020年的春天少了应有的热闹与繁华,多了些宁静的处与思考,而思想的火花经过时间的沉淀能够酿造出科研的精华。希望我们重新回归科研岗位的时候能够创造出更多出色的科研成果。其实在疫情期间我国的科研工作者依然做出了很多的工作,仅Quantum Design China的用户就在Science和Nature上发表了多篇重要的科研成果。今天我们要介绍的是南京大学高力波教授、奚啸翔教授等多个课题组合作在Nature上发表的新科研成果,采用质子辅助的CVD方法生长制备出了无褶皱的超平石墨烯。该方法成功解决了传统CVD制备石墨烯过程中由于石墨烯与基质材料强耦合作用而形成的褶皱,这为石墨烯在二维电子器件等领域的应用扫除了一大障碍。文章表明,在质子辅助的CVD制备方法中,质子能够渗透石墨烯,对石墨烯和衬底之间的范德瓦尔斯相互作用进行去耦合,使褶皱完全消失。该方法还可以对传统CVD制备过程中产生的褶皱进行很大程度的去除。此外,通过新方法制备的超平石墨烯材料,不仅具有优异的清洁能力,还在测量中展示了室温量子霍尔效应。研究认为,质子辅助的CVD方法不仅能制备出高质量的石墨烯,并且对制备其他种类的纳米材料具有普适性,为制备高质量的二维材料提供了一种新途径。值得一提的是,文章中对样品进行了高质量的变温Raman测量,清晰的展示了不同制备与处理条件的石墨烯G峰和2D峰随温度变化的峰位移动。揭示了石墨烯与衬底之间相互作用的强弱以及石墨烯受到的应力大小。原文图4节选,不同制备与处理条件的石墨烯变温拉曼光谱中G峰与2D峰位置随温度的变化曲线补充材料图8节选,不同条件生长的石墨烯与通过转移方法在Cu和SiO2衬底上的石墨烯变温拉曼图谱文章中高质量的变温拉曼测量是南京大学物理学院奚啸翔教授通过Montana Instruments公司生产的Cryostation系列高性能恒温器与普林斯顿光谱仪联合测量完成的。高质量的数据表明了基于Cryostation系列恒温器的变温拉曼具有非常优异且稳定的性能。了解文章全部精彩内容请浏览原文https://www.nature.com/articles/s41586-019-1870-3目前由Montana Instruments公司与Princeton Instruments联合开发的超精细变温显微拉曼系统——microReveal RAMAN已经正式向全球销售。该集成式系统实现了变温拉曼的优化测量,省去了自己搭建变温拉曼的繁琐过程。该系统根据不同的应用可以实现4K-350K(500K可选)大温区范围内的拉曼光谱与成像、荧光光谱与成像、吸收光谱、电学测量和光电输运测量等多种功能。 拓展阅读:microReveal RAMAN在二维材料方面的应用--之石墨烯 背景简介从某种意义上说,石墨烯是的二维积木,所有sp2杂化碳的同素异形体均可以由石墨烯来构成,例如可以将石墨烯裹成零维的富勒烯、卷成一维的纳米管、堆砌成三维的石墨。石墨烯中载流子的高迁移率与近弹道输运性质使其在高频纳米电子器件方面有广阔的应用前景[1–10]。此外,他的光学和机械性能非常适合应用于薄膜晶体管、透明导电复合材料和电、柔性光电子材料等。显微拉曼系统是对石墨烯材料进行的非破坏性表征手段中效果较好的一种。例如通过G带和2D带的特征可以用来确定石墨烯的确切层数,而D和D’带可以用来评估石墨烯的缺陷。因此Raman是对石墨烯进行优化和应用不可或缺的测量设备。与其他二维材料相比,所有碳基材料的拉曼光谱数据中都蕴含了丰富有趣的信息。在室温研究中温度的波动与晶格的震动会引起局部性质的平均以及谱线的展宽,这限制了对光谱中有用信息的获取与分析。这种情况下只有材料中存在很强的扰动或化学组分的变化才能在展宽的谱线上表现出来。相比之下,在低温下谱线非常锐利,微小的峰位移动与形状变化都很容易观察到,可以对诸如多层重叠、副产物、不规则行为、损坏、官能团信息、化学修饰等等进行准确观测[12-14]。变温拉曼是分析石墨烯的理想方法,因为它可以对样品特性进行的表征并且还可以对其温度依赖行为进行研究[15]。石墨烯的峰位移动非常微小且容易受到温度波动的影响,因此想要获得一套、完整的变温拉曼光谱通常需要等待材料达到热平衡,在普通的变温设备中每一个温度点的稳定通常需要20分钟以上。此外高数值孔径物镜景深非常小(1um),温度波动时由于试验装置的热胀冷缩效应特别容易出现跑焦或样品漂出测量位置等问题。为了解决上述问题,Montana Instruments 推出了MicroReveal RAMAN。该设备采用了超低热容快速变温样品台使样品快速实现热平衡(20-30秒达到热平衡)。集成的真空环境物镜采用立控温设计确保实现超低位置温漂。该套装置可以快速实现大温度范围内的(4K-350K,500K可选)高精度拉曼测量。实验与测量进行变温拉曼测量的样品处在高性能的恒温器中,样品所处环境的控温范围4K-350K。集成加热器和温度计的低热容快速变温样品台可实现样品的快速变温。激光光源通过100X, 0.75 NA的物镜聚焦在样品上。拉曼信号由该物镜收集后经过滤波光路进入光谱仪。预准直的模块化光路装置是连接样品低温环境与光谱仪的重要组成部分,封闭的模块可以防止漏光。光路中同时耦合了白光显微镜,有助于样品的观察和定位。通过高精度纳米位移器可实现对样品特定区域的定位观察以及全温区范围内的聚焦调整。本次实验中,我们将对石墨烯的D峰、G峰和2D峰进行观测。石墨烯的G峰是一个位于1587 cm-1附近较为锐的峰[3]。该峰位对应石墨烯SP2杂化碳原子面内振动模式。D峰也就是缺陷峰,出现在1350 cm-1,对应石墨烯边缘或被缺陷活化的sp2杂化碳原子环的呼吸振动模式[3]。D峰的强度直接与样品中的缺陷数量成比例,代表了石墨烯晶格的缺陷和无序程度,该峰在石墨和高质量的石墨烯中通常比较弱或消失。2D峰位出现在2687 cm-1是D峰位的倍频峰,有时称为是D峰的“谐波”,是两个声子晶格的振动模式。与D峰不同的是,它并不需要缺陷的激活,因此2D峰在石墨烯中始终是一个很强的峰,与是否存在D峰或缺陷无关[1-11]。按照经验来说,虽然G峰与2D峰没有关联,但是我们可以根据2D峰强和G峰强的比例来识别单层的石墨烯。对于单层石墨烯,峰强比例I(2D)/I(G)约为2,而对于双层石墨烯比例约为1。这个I(2D)/I(G)比例与D峰的消失以及2D峰形状的对称通常是用来判断无缺陷石墨烯的标准。本文研究中使用的单层和双层石墨烯样品是放置在带有SiO2层的Si衬底上。本次测试使用的条件:激发光:532 nm激光,带宽优于1 MHz。光斑尺寸:0.75 NA、100X镜头,1.5 um光斑直径。光谱仪:Princeton Instruments IsoPlane 高性能光谱仪。光栅:600线, 闪耀波长 500 nm。谱宽:3800 cm-1。样品安装:单层和双层石墨烯在硅衬底上,通过导热良好的Apiezon N grease粘在样品座上。样品先降温至低温度,然后间隔20K或50K进行升温测量。样品每次到达新的温度点后进行30秒钟的热稳定。通过控温软件读出的温度可以清楚的看到,温度稳定性优于10mK。每个温度点的光谱采集时间约为20 s。图1、白光显微镜观察照射在单层石墨烯上的1.5 um直径激光光斑结果与讨论单层石墨烯单层石墨烯样品拉曼光谱与温度的依赖关系如图2所示。该石墨烯样品2D峰位随温度的移动系数为-0.034 cm-1/K,如图2a所示。图2b中峰强比例I(2D)/I(G)约为2.5,这表明样品为纯净的单层石墨烯。图2 a) 在温度从5K增加到300K时,2D峰向低波数方向移动。b) 单层石墨烯拉曼光谱的温度依赖性(5K到300K)双层石墨烯对于双层石墨烯样品,温度相关的拉曼光谱如图3所示。I(2D)/I(G) 的比值约为1.2,与双层石墨烯的预期值一致[3-13]。双层石墨烯的2D峰随温度的移动系数为-0.066 cm-1/K,温度与2D峰位的关系如图3b所示。图3 a) 双层石墨烯的温度依赖性(5K到300K)拉曼光谱;b)不同温度的归一化拉曼光谱。总结温度相关性测量在开发和表征新型材料时起着关键性作用。当材料从3维降至2维时,对相变、分子热运动、晶体结构对称性变化的表征要求对样品温度和测量环境进行更加的控制。对于光谱测量,在系统的变温测量过程中位置热漂移与温度稳定性尤为重要。本次测量中如图2和图3所示,拉曼光谱显示出了预期的I(2D)/I(G)比值,以及2D峰位在从5K升至300K时向低波数的偏移。单层石墨烯的2D峰位随温度变化系数为-0.034 cm-1/K,如图2a)所示。双层石墨烯的2D峰位随温度变化系数为-0.066 cm-1/K,如图3b)所示。这些结果与预期和先前报到的结果一致。本次实验采用全干式的光学恒温器,配备快速变温样品台、集成真空高数值孔径物镜,通过预准直的光学模块与普林斯顿的完全无像差光谱仪IsoPlane相连,形成一套高性能的变温拉曼测量系统。现在,研究人员可以直接购买Montana Instruments公司具有拉曼光谱和成像功能的高性能变温拉曼系统。MicroReveal RAMAN解决方案显著地减少了搭建变温拉曼实验装置的时间与成本。研究者可以快速获得理想的实验环境,将更多精力专注于开发和研究新材料。想要了解怎样使用MicroReveal RAMAN来提升您的科学研究,请联系我们。我们的样机应用实验室即将投入使用,可以为您试测样品。参考文献1. Geim, A. K. Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nature Mater. 2007, 6, 183–191.2. Charlier, J. C. Eklund, P. C. Zhu, J. Ferrari, A. C. Electron and phonon properties of graphene: their relationship with carbon nanotubes. Topics Appl. Phys. 2008, 111, 673–709.3. Malard, L. M. Pimenta, M. A. Dresselhaus, G. Dresselhaus, M.S. Raman spectroscopy in graphene, Physics Reports 2009, 473, 51-87.4. Bonaccorso, F. Sun, Z. Hasan, T. Ferrari, A. C. Graphene photonics and optoelectronics. Nature Photon. 2010, 4, 611–622.5. Bonaccorso, F. Lombardo, A. Hasan, T. Sun, Z. Colombo, L. Ferrari, A. C. Production and processing of graphene and 2d crystals. Materials Today 2012, 15, 564–589.6. Lin, Y.M. et al. 100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene. Science 2010, 327, 662.7. Torrisi, F. et al. Inkjet-Printed Graphene Electronics. ACS Nano 2012, 6, 2992–3006.8. Sun, Z. et al. Graphene mode-locked ultrafast laser. ACS Nano 2010, 4, 803–810.9. Novoselov, K. S. Geim, A. K. Morozov, S. V. Jiang, D. Zhang, Y. Dubonos, S. V. Grigorieva, I. V. Firsov, A. A. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films, Science 2004, 306, 666-669.10. Zhang, Y. Tan, Y. W. Stormer, H. L. Kim, P. Experimental Observation of the Quantum Hall Effect and Berry' s Phase in Graphene, Nature 2005, 438, 201-204.11. Bolotin, K. I. Sikes, K. J. Jiang, Z. Klima, M. Fedenberg, G. Hone, J. Kim, P. Stomer, H. L. Ultrahigh Electron Mobility in Suspended Graphene, Solid State Comunn. 2008, 146, 351-355.12. Dieing, T. Hollricher, O. Toporski, J. Editors “Confocal Raman Microscopy”, Springer Series in Optical Sciences ISBN 978-3-642- 12521-8 Springer Heidelberg Dordrecht London New York, SpringerVerlag Berlin Heidelberg 2010.13. Tian, Y. Reijnders, A. A. Osterhoudt, G. B. Valmianski, I. Ramirez, J. G. Urban, C. Zhong, R. Schneeloch, J. Gu, G. Henslee, I. Burch, K. S. Low vibration high numerical aperture automated variable temperature Raman microscope, Rev. Sci. Instr. 2016, 87, 043105.14. Ferrari, A. C. Basko, D. M. Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene, Nature Nanotechnology, 2013, 8, 235-246.15. Calizo I. Miao, F. Bao, W. Lau, C. N. Balandin, A. A. Variable temperature Raman microscopy as a nanometrology tool for graphene layers and graphene-based devices, Applied Physics Letters 2007, 91, 071913.
  • 奥林巴斯工业内窥镜 远程视频测量帮助从更远的地方获得更高的精度
    工业内窥镜使用户能够直观地检查难以观察到的区域,有些甚至可以让检查员测量他们遇到的缺陷的大小。新的技术提高了这些测量的精度,即使是从更远的地方进行测量。 超宽3D激光扫描测量功能奥林巴斯工业内窥镜IPLEX NX具有超宽3D激光扫描测量功能,这意味着它具有更大的景深(DOF)和视场(FOV),因此可以从更远的地方测量被测物体存在的缺陷。以前型号的测量范围是0.2英寸到1.2英寸。但是,使用超宽3D激光扫描测量功能,用户可以测量0.15英寸到2.3英寸的范围。增强的结果是,用户可以测量的范围比以前多4倍。 3D激光扫描拥有更快的测量速度因为后端内置的激光光源,使NX设备测量速度也能大幅提高,更加传统的光栅扫描系统,一般需要镜头前端几秒不动才能测量,这在现实检测中几乎是不可能的,因为内窥镜都有放大功能,即使后端有微小的位移都会带来前端更加剧烈的晃动,这主要是优于其技术原理更加落后。而3D激光测量在技术人员观察时就一直在测量了,实时五点物距功能提供了更好的测量依据,采样扫描瞬间完成,即使后端有抖动也完全不影响前端。这样来说更快的测量速度实际上还可以带来更多的检测数据,因为几乎所有观察到的画面都可测量。传统的带所谓光栅的测量在速度上和新型的激光无法比拟。更加耐用的3D激光扫描功能传统的光栅扫描功能,受限于技术原因,只能在镜头前端镶嵌小的LED光源,同时也必须将容易损坏的平行光栅暴露在表面,这无疑加重了内窥镜扫描镜头的损坏概率,长时间使用后,往往发现镜头报废的更快。奥林巴斯的3D激光扫描,沿用了大角度的双物镜镜头,把易损件全部保护在了后端,前端镜头没有易损的原件,大大加强了设备的耐用性,这一点上是3D激光测量相对于传统光栅扫描的巨大进步。模式的自由选择3D激光扫描技术在后端可以进行3D建模,可以无死角的观察技术人员想要观察的画面,而落后的双物镜则只能进行2D平面的显示观察,即使进行更新观察角度也仅有60度以下,传统光栅测量的模式更多,但也因容易损坏和可测量区域少而使技术人员诟病。3D激光测量合二为一,既可以保证耐用性,又可以保证3D观察。点云,逐层剖面,不同轴向观察,都可以在设备上自由选择使用。NX设备可以说在3D激光上真正做到了扬长避短。结论 由于奥林巴斯工业内窥镜拥有超宽的3D激光扫描测量和卓越的分辨率,现在有可能从更远的距离用内窥镜进行更精确的测量。这有助于检查员节省时间,进而降低成本。
  • 碳中和背景下 温室气体有哪些测量方法标准?
    碳达峰、碳中和是目前和未来一段时间内生态文明建设工作的热点和重点。环境及污染源排放温室气体的直接测量是核算和评估等工作的基础和数据支撑,仪器信息网对我国现行温室气体测量方法标准进行了梳理。  国家标准  《大气二氧化碳(CO2)光腔衰荡光谱观测系统》(GB/T 34415-2017)由中国气象局提出,规定了基于光腔衰荡光谱观测系统观测本底大气中二氧化碳(CO2)浓度的安装环境、原理及系统组成、性能要求,适用于光腔衰荡光谱法在线观测本底大气CO2浓度。  《温室气体 甲烷测量 离轴积分腔输出光谱法》(GB/T 34287-2017)由中国气象局提出,规定了使用离轴积分腔输出光谱法测量环境大气温室气体甲烷浓度的方法概述、测量条件、测量准备、测量方法和标校方法等,适用于开展温室气体甲烷浓度的测量。  《温室气体 二氧化碳测量 离轴积分腔输出光谱法》(GB/T 34286-2017)由中国气象局提出,规定了使用离轴积分腔输出光谱法测量环境大气温室气体二氧化碳浓度的方法,适用于开展温室气体二氧化碳浓度的测量,在非污染大气下,其测量精度应小于0.1×10-6mol/mol。  《气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法》(GB/T 31705-2015)由中国气象局提出,规定了本底大气二氧化碳和甲烷浓度气相色谱在线观测方法,包括观测环境、观测系统组成、性能要求、观测流程以及系统维护等,适用于气相色谱法在线观测本底大气二氧化碳和甲烷浓度。  《气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法》(GB/T 8984-2008)由中国石油和化学工业协会提出,规定了气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的气相色谱测定方法,适用于氢、氧、氦、氖、氩、氪和氙等气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的分项测定,以及一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的总量(总碳)测定。  行业标准  《温室气体 二氧化碳和甲烷观测规范 离轴积分腔输出光谱法 》(QX/T 429-2018)是气象行业标准,规定了利用离轴积分腔输出光谱法观测二氧化碳、甲烷浓度的测量方法及观测系统、安装要求、检漏与测试要求、日常运行和维护要求、溯源以及数据处理要求等,适用于温室气体二氧化碳、甲烷浓度的离轴积分腔输出光谱法的在线观测和资料处理分析等。  《固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法》(HJ 870-2017)是环保行业标准,规定了测定固定污染源废气中二氧化碳的非分散红外吸收法,适用于固定污染源废气中二氧化碳的测定,方法检出限为0.03%(0.6g/m3),测定下限为0.12%(2.4g/m3)。  《本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法-非色散红外法》(QX/T 67-2007)是气象行业标准,规定了本底大气中二氧化碳浓度的非色散红外测定方法,适用于本底大气瓶采样样品二氧化碳浓度的测定。  地方标准  《畜禽舍二氧化碳快速检测技术规程》(DB 37/T 2143-2012)是山东省地标,规定了畜禽舍二氧化碳快速检测采样点的设置、二氧化碳的采集、检测与结果判读,适用于畜禽舍在养殖过程中产生和排放的二氧化碳的快速检测。  团体标准  《气体中甲烷、氧化亚氮和二氧化碳浓度测定 气相色谱法》(T/LCAA 005-2021)是北京低碳农业协会团体标准,规定了气体中甲烷、氧化亚氮和二氧化碳浓度测定相关的术语和定义、测量步骤和气体浓度计算等技术要求,适用于各类气体样品中的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度测定。  《火力发电企业二氧化碳排放在线监测技术要求》(T/CAS 454-2020)是中国标准化协会团体标准,规定了火力发电企业烟气二氧化碳排放在线监测系统(简称CDEMS)中的主要监测项目、性能指标、安装要求、数据采集处理方式、数据记录格式以及质量保证,适用于火力发电企业产生的二氧化碳排放量的在线监测。采用化石燃料(煤、天然气、石油等)为能源的工业锅炉、工业炉窑的二氧化碳排放量在线监测可参照执行。  综上,我国气象、环保、石油化工、农业等部门均提出了二氧化碳测量方法标准,涉及到的方法原理有离轴积分腔输出光谱法、非分散(不分光、非色散)红外光谱法、傅里叶红外光谱法、气相色谱法以及快速检测法等。这些方法根据原理、采用方式及特性不同,适用于各类应用场景。
  • 了不起!这款显微镜在机加工件测量中表现得“恰如其分”!
    不知道大家有没有听过一个童话故事《金凤花姑娘和三只熊》?故事中,金凤花姑娘试着喝几碗粥,发现一碗太烫,一碗太凉,最后一碗刚刚好。这个故事告诉我们,适合的才是最好的。一谈到STM7测量显微镜时,让人不由得想起这则故事,因为这款显微镜在多项精密测量应用中表现得“恰如其分”。 STM7测量显微镜专为高通量、高精度3D测量而设计,非常适用于检查机加工金属部件的公差等。测量设备种类繁多,从简单的手持工具到大型的精巧装置。 那么,为何选择STM7呢? 这就是开头提及金凤花姑娘故事的原因了。对于在机加工件的生产和质量控制中的多项测量应用而言,STM7测量显微镜实现了易用性与高质量结果的正确平衡。 不妨看看其他替代品的表现。比如卡尺和千分尺等手持式工具。这些工具简单易用,无需培训,但需接触样品,而且对于复杂部件往往让人“手忙脚乱”。此外,不同操作员的测量结果也是大相径庭。 再比如坐标测量机、轮廓投影仪或光学比测器等高级测量工具。这些工具视野大,可以进行复杂的测量工作,但要么在测试实验室中太占空间,要么成本过高。有些还需要大量的培训。平衡正确的显微镜 STM7测量显微镜对各方面因素的平衡拿捏得恰到好处。其亚微米分辨率和3轴测量支持全方向操作,无需重新放置样品。性能远超仅具备同轴度、周向、角度等功能的产品系列。在STM7显微镜下放一颗螺钉螺钉的测量结果 通过将这些先进功能与快速、简单的操作相结合,STM7非常适合机加工部件的高通量测量。无需先拍照;只需定义起点并移动平台即可进行快速、准确的测量。当然,它可兼作普通的光学显微镜,较之其他测量设备,这是一大优势。 高精度测量与紧凑型设备的快速、直观操作相结合,使STM7成为部件测量的金凤花姑娘:贴合多种应用。
  • 上海光机所在大口径复杂曲面的超景深偏折测量技术方面取得新进展
    中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心在超精密光学大口径复杂曲面的偏折测量中取得新进展。研究首次提出了波前编码偏折测量技术,显著提升测量景深,消除偏折测量中位置-角度不确定问题,实现无需精确对焦条件的高精度面形测量。该研究成果大大提高了偏折测量技术的灵活性和精度,拓展了偏折测量技术在大口径元件测量时远距离测量的能力,为未来智能光学制造的发展打下基础。相关成果发表于Optics Letters。  大口径复杂曲面光学元件广泛用于天文望远镜、X射线科学装置和高能激光系统等领域,具有改善像质、提高光学性能和扩大视场等优点,是精密光学的前沿热门研究方向。偏折术测量具有的精度高、动态测量范围大和抗干扰能力强等优点,很有潜力实现复杂光学表面高精度测量。由于测量景深限制而无法同时对屏幕和被测表面聚焦,难以同时高精度地探测表面位置(依赖于表面探测单元的尺寸)和法向量(依赖于入射光线角度测量精度),所以存在着位置-角度不确定的问题。这类元件口径大和面形复杂的特点要求测量光路过长而加剧了偏折术的位置-角度不确定问题,严重影响面形测量精度和测量系统的灵活性和稳定性。图1 测量系统对比。(a - b) 传统偏折术及屏幕处的模糊核,(c - d)波前编码偏折术及系统响应。  针对该问题,本文提出一种波前编码偏折测量技术,通过优化三次相位板来调控系统波前,在拓展景深内呈现一致性响应,并利用自适应模糊核估计和反卷积算法进行精确波前解码,实现无需精确对焦条件的高精度偏折测量。相比传统偏折术,所提波前编码偏折术测量景深显著提升,能够对屏幕和被测表面同时在焦测量,如图1所示。本研究选择使用三次相位板来调制波前相位,在拓展景深内产生具有高度一致性的PSF。图2说明了传统偏折术在被测表面和屏幕处的PSF差异较大以及所提波前编码偏折术在被测表面和屏幕处的PSF基本一致。本研究通过光学调控和自适应解码算法结合的方式,显著提升测量景深范围(拓展几十倍),解决位置-角度不确定的问题。这对大口径复杂表面远距离测量起到重要作用,能极大地放宽对焦要求,大大提高单目偏折测量的能力和适用范围。图2 PSF对比。(a - b) 传统偏折术中屏幕和被测表面处的PSF,(c - d)波前编码偏折术中屏幕和被测表面处的PSF。图3 测量结果  相关工作得到了中科院青年创新促进会、国家高层次青年人才项目、上海市扬帆计划、中国科学院国际合作项目等项目的支持。
  • 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制
    成果名称扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度&radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介:扫描探针显微镜(SPM)是研究材料表面结构和特性的重要分析设备,具有高精度和高空间分辨的优点,可以在多种模式下工作。其中,扫描隧道显微镜(STM)和导电原子力显微镜(CFM)技术,通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流,可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息,成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。SPM中用于探测针尖与样品间电流的关键部件是电流-电压转换器(I-V Converter),其作用是把探测到的微弱电流信号转换为电压信号以便后续处理。目前商用SPM设备中采用的是虚地型固定增益线性电流-电压转换器,典型灵敏度为108 V/A,其主要缺点是电流测量的动态范围较小,只能达到3~4个数量级,这使得目前SPM的电流测量能力被限定在10pA~100nA之间,阻碍了SPM在微纳电子学领域的应用。2012年,信息学院申自勇副教授申请的&ldquo 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制&rdquo 获得了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持,在项目资金的支持下,申自勇课题组开展了富有成效的工作,包括:(1)宽动态电流测量系统总体设计;(2)测量系统与SPM控制系统的接口设计;(3)测量系统加工制作和联机调试;(4)测量系统性能指标的测试评估与优化。此外,课题组还克服了皮安级微弱电流的高精度低噪声测量、反馈回路中用于非线性转换的双极结型晶体管的温度补偿等技术难题,所研制的测量系统取得了良好的效果。目前,该项目已经顺利结题,其成果装置已经在该课题组相关仪器上正常使用,并在向校内外相关用户推广。应用前景:扫描隧道显微镜(STM)和导电原子力显微镜(CFM)技术,通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流,可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息,成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。
  • 耐驰:药物晶型转变的测量和热力学研究
    p  仪器信息网讯 2017年10月20日,仪器信息网将组织举办a title="" href="http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target="_self"“药物晶型控制分析”网络主题研讨会/a。在本次会议中,德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监曾智强博士将带来《药物晶型转变的测量和热力学研究》主题报告。/pp style="text-align: center "img width="200" height="250" title="曾智强.jpg" style="width: 200px height: 250px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/7f3922e8-3193-42a1-83ff-f994435195b8.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "strong德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监曾智强博士/strong/pp  曾智强博士1998年毕业于清华大学材料科学与工程专业,并取得博士学位。而后4年间,于新加坡南洋理工大学从事研究员工作,潜心于陶瓷/聚合物薄膜的表面表征工作。2002-2003年,在英国萨里大学从事水净化用高效混凝剂研究。2003年曾智强博士加入德国耐驰,将目光专注于热分析与热物性技术领域。现任德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监。在他材料研究的职业生涯中,共发表论文20余篇,并在材料制备和表征领域荣获3项专利。/ppstrong  报告摘要:/strong/pp  采用差示扫描量热法(DSC) 可以测量药物多晶型之间的转变。DSC 数据可用于建立简化的热力学函数(吉布斯自由能)方程,从而对多晶型的转变温度、多晶型的稳定性进行计算和预测。这对于药物的加工、储存等工艺具有重要的指导作用。/pp style="text-align: center "a title="" href="http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target="_self"img title="马上报名.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/10a54169-0129-4026-95bb-ab00b9e697e9.jpg"//a/pp style="text-align: center "strong“药物晶型控制分析”网络主题研讨会 (10月20日)详细日程/strong/pp  09:30-10:20 热分析方法在药物晶型研究中的应用 陈敏华(苏州晶云药物科技有限公司)/pp  10:20-11:00 药物结晶及纯度检测的热分析方法 范玲婷(梅特勒-托利多)/pp  14:00-14:50 晶型研究在仿制药产品开发中的意义 曹相林(北京海晶生物医药科技有限公司)/pp  14:50-15:30 药物晶型转变的测量和热力学研究 曾智强(德国耐驰)/pp  15:30-16:20 晶型的质量控制 周立春(北京药检所)/pp /p
  • 科学家为环境条件下的多维测量定制原子力显微镜
    原子力显微镜(AFM)是一种表面表征方法。AFM中的关键元件是一个锋利的探针尖端,连接在力传感换能器上。在测量产生的相互作用力的同时,尖端相对于样品进行扫描。作为样品位置函数的映射原则上允许对表面结构进行成像。此外,还可以获得许多其他相互作用,如局部化学力和静电力。此外,将不同刺激整合到AFM测量中的能力(例如,温度依赖性、紫外线照射等)使得能够研究不同的实验效果。按时间顺序,AFM操作可分为两种:静态(也称为接触)和动态模式。接触操作模式依赖于探针的直接偏转测量。通过了解力传感换能器(即悬臂)的弹簧常数,可以直接恢复力。因此,接触模式易于操作,结果直观。然而,局部程度是由尖端和样品之间建立的接触面积定义的,该接触面积可以多达数百纳米正方形。此外,还有机械不稳定性,其中吸引的尖端-样品相互作用克服了悬臂的刚度,也称为跳跃接触。引入了动态操作模式来解决接触模式的局限性。动态操作模式的基本思想依赖于对悬臂的谐波振荡的解调,以控制尖端-样本分离。调幅(AM)是最广泛使用的动态操作模式之一。AM基于振荡的解调以恒定的激励信号驱动悬臂时,激励信号和振荡信号之间的相位差、振幅和/或相位差。仅涉及一个控制回路来控制AM-AFM中恒定激励信号的尖端-样本分离。因此,AM-AFM的使用相对简单。尽管AM-AFM易于实现,但它在机械上受到限制,特别是在真空条件下。更具体地说,振荡幅度的稳定时间与悬臂的质量因子成比例。因此,由于在真空条件下缺乏粘性阻尼,AM调制的使用是不可行的。此外,超出现有AFM硬件能力的机械不稳定性和振幅变化阻碍了传统AM-AFM在真空条件下的使用。AM-AFM的替代品是调频原子力显微镜(FM-AFM),它基于尖端-样品相互作用下悬臂共振频率的解调。FM-AFM消除了AM-AFM的限制;然而,它需要一个相对复杂的控制架构,因为激励信号由于尖端-样本相互作用而变化。FM-AFM通常在真空条件下使用,因为信噪比随着高质量因子的提高而提高;然而,它也可以在环境下甚至在液体环境中使用。FM-AFM能够以高分辨率测量尖端-样本相互作用力,即作用力为皮牛顿,距离为皮米。此外,随着原子工程尖端的最新进展,有可能评估不同原子侧的直接化学表征。除了FM-AFM的精确力和距离控制外,FM-AFM还利用其时间分辨测量的潜力覆盖了AM-AFM,其中尖端-样本相互作用力是作为时间的函数测量的。然而,已经从理论上证明并通过实验验证了基于FM的测量的时间分辨率不受机械限制。在这里,科研人员展示了具有新的硬件和软件集成的商业原子力显微镜系统的定制。尽管最初的设置,VEECO的EnviroScope扫描探针显微镜(SPM)带有NanoScope®IIIa控制器,具有用户友好的功能(例如,易于访问样品和尖端以及样品和/或尖端的温度控制),但它只能进行接触模式和基于AM AFM的形貌测量,并具有原始的力谱能力。我们实现了一个锁相环、一个高压放大器和一个新的显微镜控制器,用于FM-AFM的自动测量。我们用环境条件下的实验来说明我们的定制。更具体地说,我们进行了FM-AFM形貌实验、接触电势差测量、基于FM AFM的力谱测量、时间分辨原子力显微镜测量和跨台阶边缘的二维力谱测量。尽管每个商业系统都有自己的特点(例如,驱动步进电机进行粗略处理,访问所有数据信号以及高压信号的能力,以及用于样本定位的摄像头连接),但许多(商业)系统也可以进行类似的升级/定制。因此,我们相信我们的方法将对其他扫描探针显微镜有用。
  • 显微拉曼光谱在测量晶圆(多晶硅薄膜)残余应力上的应用
    在半导体生产过程中,退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力,而应力分为张应力和压应力;应力也分有益的和有害之分。应变 Si(strained Silicon 或 sSi)是指硅单晶受应力的作用,其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在,使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变,导致其能带结构发生变化,从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明,在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变,可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而,从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始,在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变,提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率,从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS(micro-electro-mechanical systems)器件中重要的结构材料,通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用,多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力,残余应力的存在将影响晶圆的强度,引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图,随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上,顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征,准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法:一种是X射线衍射,通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力,这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量,但测量范围较小,且对试样的制备具有较高的要求,基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法,该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测,是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源,并具备高光谱分辨率(小于 1cm-1)的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光(带箭头实线)经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束(带箭头虚线)经过光束分离器和反射滤波器后,汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关,只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时,激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时,其原子的键长会相应地伸长或缩短,使薄膜的力常数减小或增大,因而原子的振动频率会减小或增大,拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时,拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系,即Δδ=ασ或者σ=kΔδ,Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量,σ是薄膜的残余应力,k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅,激光光子与其作用时存在3种光学振动模式,两种平面内的一种竖直方向上的,这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时,这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK- λI = 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量(光子变形能)λi(i= 1 ,2,3)是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量(λi≈ 2ω0(ωi-ω0)),I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响,使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11=-2.12ω02 K12=-1.65ω02 K33=-0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11= 6.20×10-12Pa-1S12=-1.39 ×10-12Pa-1S33= 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析,假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反(指向桥中心)的力使薄膜呈拉应力。此时,拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω =σ(K11+2 K12)(S11+2 S12)/3ω0代入参量得Δω =-1.6(cm-1GPa-1)σ,即σ=-0.63(cmGPa)Δω (1)其中σ是多晶硅薄膜的残余应力,单位为GPa;Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1,从图3可以看出,当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时,多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动,即当测量位置接近中部时,多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置,就可以根据式(1)得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况,如图4所示。由于制造过程的偏差,多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 5 多晶硅薄膜的拉曼谱峰值频移,随着应力增大,谱峰向左漂移。图 6 多晶硅薄膜的拉曼谱峰频移和残余应力分布从图6可以明显看出,多晶硅薄膜的拉曼谱峰值频移在它的长度方向上大致呈对称分布,也就是说,多晶硅薄膜的残余应力在其长度方向上呈对称分布。通过计算可知,在多晶硅薄膜的中部存在很大的拉伸残余应力(拉曼谱峰值向低波数移动),达到0.84 GPa。4. 应力的拉曼扫描成像某半导体晶圆厂家,采用奥谱天成Optosky的ATR8800型共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪(www.optosky.com),测试晶圆的应力分布情况,经过数据处理后,测得了整个晶圆圆盘的应力分布。图 7 奥谱天成生产的ATR8800型共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪,焦距为760mm,分辨率达到0.5cm-1图 8 ATR8800共聚焦显微拉曼光谱仪的工作界面图 9 ATR8800共聚焦显微拉曼光谱仪的工作界面图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布,红色的应力越大,蓝色的应力较小。5. 总结与讨论拉曼光谱具有无损、非接触、快速、表征能力强等特点,能够清晰地表征出晶圆的应力与应力分布,为半导体的生产、退火、封装、测试的工序,提供一种非常好的测量工具。奥谱天成致力于开发国际领 先的光谱分析仪器,立志成为国际一 流的光谱仪器提供商,基于特有的光机电一体化、光谱分析、云计算等技术,形成以拉曼光谱为拳头产品,光纤光谱、高光谱成像仪、地物光谱、荧光光谱、LIBS等多个领域,均跻身于世界前列,已出口到全球50多个国家。◆ 承担“海洋与渔业发展专项资金项目”(总经费4576万元);◆ 2021福建省科技小巨人科技部;◆ 刘鸿飞博士入选科技部“创新人才推进计划”;◆ 国家高新技术企业;◆ 刘鸿飞博士获评福建省高层次人才B类;◆ 主持制定《近红外地物光谱仪》国家标准;◆ 国家《拉曼光谱仪标准》起草单位;◆ 福建省《便携式拉曼光谱仪标准》评审专家单位;◆ 厦门市“双百人才计划”A类重点引进项目(最 高等级);◆ 国家海洋局重大产业化专项项目承担者;◆ “重大科学仪器专项计划”承担者。
  • “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)。
  • 2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座精彩回放
    2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座 现代科学技术中,观察、测量、分析以及操纵纳米大小的物体是一个热门的研究领域。原子力显微镜的诞生为研究者们提供了分析和操作纳米世界的眼和手。因此,自诞生以来AFM已经被广泛用于科研和工业界各领域,涵盖了聚合物材料表征,集成光路测量,材料力学性能表征,细胞表面形态观察,生物大分子的结构及性质,生物传感器,分子自组装结构等领域的监测等各类科研和生产工作。通过布鲁克2013年原子力显微镜测量技术一系列讲座,大家已经对AFM的基本原理及成像模式, AFM技术的发展进展,及其最新最先进的应用和功能,有了全面的了解。 在2013 年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座的最后一讲,我们将重点介绍探针的基本信息以及如果合理选择AFM探针。在AFM的测量以及数据分析过程中,探针有着举足轻重的作用。合理选择探针,可以帮助操作者快速高效地获得高质量的实验数据。帮助AFM用户掌握获得高品质图像,获取实验数据的技巧;为用户更深入的研究工作打下良好的基础。 布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座往期精彩回放:第一讲 : 原子力显微镜简介及成像技巧 (点击观看精彩回放) 主讲人:李永君 博士 报告时间:2013年3月28日 第二讲 :原子力显微镜在生物学研究中的应用进展 (点击观看精彩回放) 主讲人:龙飞 博士 报告时间:2013年4月16日 第三讲 :原子力显微镜在高分辨定量测量材料特性方面的应用进展(点击观看精彩回放) 主讲人:仇登利 博士 报告时间:2013年5月21日第四讲:利用AFM-Raman集成成像系统进行材料性能表征的最新进展(点击观看精彩回放) 主讲人:孙万新 博士 报告时间:2013年6月25日第五讲:基于扫描探针显微镜的电学表征技术(点击观看精彩回放) 主讲人:孙昊 博士 报告时间:2013年7月9日第六讲:如何合理选择AFM探针获取高分辨图像 主讲人:陈苇纲 博士 报告时间:2013年12月17日 Bruker Nano Surfaces Division &mdash AFM Business 010-5833 3252sales.asia@bruker-nano.comwww.bruker.comAll Contents © 2013 Bruker Corporation. All Rights Reserved.
  • 中科院物理所研制出原位透射电镜测量仪器
    最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室SF1组研制出新的原位透射电镜测量装置,实现了纳米管/纳米线场效应晶体管器件单元在透射电镜中的原位表征。在确定器件材料结构的同时,原位测量电输运性质。他们将这种方法运用到双壁碳纳米管研究上,在实验上直接获得了双壁碳纳米管电输运性质与手性指数的对应关系,相关结果发表在J. Am. Chem. Soc. 131, 62 (2009) 上,这项研究对双壁纳米管基本物性的理解和未来应用均具有重要意义。  双壁碳纳米管由两个单壁碳纳米管套构而成,为纳米光电功能复合材料提供了理想的结构组元,也是研究纳米管层间原子相互作用的最简单材料体系。纳米管的电子结构唯一地决定于表征其原子结构的手性指数(n, m),在实验上测量纳米管物理性质与手性指数的一对一关系,从本征结构出发理解碳纳米管的特殊性质是一个基本的科学问题。该研究小组的博士生刘开辉、副研究员王文龙、工程师许智、研究员白雪冬和王恩哥等人用微加工工艺制作特殊衬底并构造双壁纳米管场效应晶体管,做到器件电输运测量与透射电镜表征相兼容,成功测得了手性依赖的纳米管电输运性质。双壁碳纳米管每一层可能是金属性的(M),也可能是半导体性的(S),根据两者的组合方式有四种类型的双壁碳纳米管,即M/M, M/S, S/S和S/M。他们系统研究了四种组合情况下的双壁纳米管,实现纳米管输运性质与手性指数的直接对应。并且,通过对同一种类型纳米管(S/M)做大量器件样品的研究,证明了层间距是影响双壁纳米管输运性质的主要因素。他们还采用较大电流脉冲烧蚀纳米管的外壁,将探测深入到纳米管内壁,实现了双壁纳米管的逐层测量。实现单个纳米结构单元/材料微区的结构分析与原位性质测量,建立性质与结构的一对一关系,是纳米科学和低维材料物理研究的重要课题。  自2002年以来, SF1组与Q01组和美国佐治亚理工学院王中林教授合作,将扫描探针技术与透射电镜技术结合,研发原位透射电镜实验仪器,开展纳米操纵和纳米测量研究,在单根纳米管/纳米线的操纵和测量方面已经取得了系列进展(申请仪器和方法的发明专利5项,发表多篇论文如APL 87, 163106 (2005) APL 88, 133107 (2006) APL 89, 221908 (2006) APL 92, 213105 (2008) 等)。  该工作得到国家自然科学基金委、国家科技部和中科院的资助。
  • 2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座之四、之五
    现代科学技术中,观察、测量、分析以及操纵纳米大小的物体是一个热门的研究领域。原子力显微镜的诞生为研究者们提供了分析和操作纳米世界的&ldquo 眼&rdquo 和&ldquo 手&rdquo 。因此,自诞生以来AFM已经被广泛用于科研和工业界各领域,涵盖了聚合物材料表征,集成光路测量,材料力学性能表征,细胞表面形态观察,生物大分子的结构及性质,生物传感器,分子自组装结构等领域的监测等各类科研和生产工作。 【讲座安排】 1、第四讲-利用AFM-Raman集成成像系统进行材料性能表征| 时间:2013年6月25日 10:00 我要报名》》》》 2、第五讲-SPM在材料电学性能表征方面的应用进展| 时间:2013年7月9日 10:00 我要报名》》》》 【注意事项】 1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。 2、参加及审核人数限制:限制报名人数为120人,审核人数100人。 3、参与互动:每次会议从提问的用户中随机抽取出一名幸运之星,奖励一个价值150元的耳机。 4、环境配置:只要您有电脑、外加一个耳麦就能参加。建议使用IE浏览器进入会场。 5、提问时间:现在就可以在此帖提问啦 6、会议进入:会议室将在会议正式开始前30分钟打开,审核通过的用户可以进入会议室 7、特别说明:报名并通过审核将会收到1 封电子邮件通知函(您已注册培训课程),请注意查收,并按提示进入会议室!为了使您的报名申请顺利通过,请填写完整而正确的信息哦~ 【往期回顾】 1、原子力显微镜简介及成像技巧&mdash &mdash 2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座第一讲 精彩回放 2、原子力显微镜在生物学研究中的应用&mdash &mdash 2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座第二讲 精彩回放 3、原子力显微镜在高分辨定量测量材料特性方面的应用进展&mdash &mdash 2013年布鲁克原子力显微镜测量技术系列讲座第三讲 精彩回放
  • JASIS 2018新品发布之奥林巴斯:3D测量激光显微镜
    p  strong仪器信息网讯/strong 2018年9月5日,日本最大规模的分析仪器展JASIS 2018在东京幕张国际展览中心盛大开幕,吸引来自全球各地的万余名观众参观出席。br//pp  作为日本乃至世界精密、光学技术的代表企业之一,奥林巴斯在展会期间带来其3D测量激光显微镜新品——OLS5000。/pp style="text-align: center "img title="奥林巴斯3D测量激光显微镜OLS5000.jpg" style="width: 400px height: 265px " alt="奥林巴斯3D测量激光显微镜OLS5000.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/ea349b73-612a-466f-8f66-a9011264cedf.jpg" height="265" border="0" vspace="0" width="400"//pp style="text-align: center "strong奥林巴斯3D测量激光显微镜OLS5000/strong/pp  OLS5000于去年年底发布,3D测量显微镜有着更真实的三维形貌反映能力,具有操作更便捷、更快速的优势。OLS5000采用计算机直观控制,搭载的扫描算法,可通过计算机的处理转换,快速获得完整带有高度信息的样品表面图像,并通过对样品不同层面的扫描和计算机处理。在使用时,只要在放置样品后按动按钮,设备就会自动进行工作,无需进行复杂的设置调整,即使是不熟练的用户也可获准确的检测结果,简化工作流程。/pp /p
  • 130万!中国科学院上海应用物理研究所透射电镜原位高温力学测量杆
    项目编号:STC22A076项目名称:中国科学院上海应用物理研究所透射电镜原位高温力学测量杆预算金额:130.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):130.0000000 万元(人民币)采购需求:透射电镜原位高温力学测量杆可以实现在外场环境下原位动态研究的材料塑性变形机制、断裂行为、辐照后合金的力学行为、微纳乃至原子尺度下的辐照缺陷运动、相变等微观机理研究。有助于进一步提升熔盐堆材料的评估研究能力。本次项目招标的透射电镜原位高温力学测量杆能够实现在高温下进行原位力学实验,并且可以双轴倾转。合同履行期限:交货期:自合同签订后4个月内。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 佳能推出高精度对准晶圆测量机新品MS-001
    2023年2月21日—佳能公司今天宣布在日本推出高精度晶圆对准MS-0011半导体光刻系统的测量装置。MS-001其他对齐标记(概念图像)在包括逻辑和存储芯片在内的先进半导体的制造过程中,由于制造工艺日益复杂,晶圆的变形日益成为一个问题。为了制造半导体器件,必须精确测量晶圆变形,以便在一系列光刻系统中以高精度覆盖和暴露多层电路图案。为了确保覆盖所需的高精度,晶圆上的对准标记已从过去的较少点增加到现代工艺中的数百个点。因此,测量数百个对准标记会导致大量的时间成本,从而降低光刻系统的生产率。MS-001 允许在光刻系统外部、接收晶圆之前在一个批处理过程中执行大多数对准测量,从而通过减少光刻系统内部执行的测量次数来提高光刻系统的生产率。佳能的MS-001配备了采用面积传感器的对准镜,可实现多像素、低噪声成像,甚至可以测量低对比度的对准标记,与传统光刻系统相比,可以测量更多类型的对准标记。此外,新开发的对准镜光源使MS-001能够使用1.5倍的测量波长范围2,让用户在选择测量波段时更加自由。因此,MS-001可以比传统的半导体光刻系统更高精度地测量对准标记。结合佳能光刻Plus解决方案(2022年9月发布),用户可以将半导体光刻系统的运行状态信息与MS-001的数据进行汇总。通过使用光刻Plus将MS-001测量数据与其他收集的信息进行交叉引用和监控,可以检测到晶圆上对准信息的变化,从而允许半导体光刻系统进行自动校正。利用佳能的光刻升级版解决方案,MS-001还使系统所有者能够实现对对准测量和曝光过程的集中控制,从而降低拥有成本(CoO3).
  • 科众精密-全自动晶圆接触角测量仪,测量等离子处理镀膜后的接触角
    半导体晶圆表面的接触角测试是半导体制造中常见的一项表面质量评估方法,其重要性在以下几个方面:1、粗糙度评估:半导体晶圆表面的粗糙度会对接触角产生影响,接触角测试可以用来评估晶圆表面的粗糙度,从而评估其表面质量。表面清洁评估:半导体晶圆表面的杂质和污染物会影响接触角的测量结果,接触角测试可以用来评估晶圆表面的清洁程度。2、表面处理评估:半导体晶圆表面的各种表面处理,如刻蚀、沉积、退火等会影响接触角的测量结果,接触角测试可以用来评估这些表面处理对晶圆表面性质的影响。3、界面张力评估:在半导体制造中,各种材料的粘附和分离过程都涉及到界面张力的变化,接触角测试可以用来评估晶圆表面和各种材料之间的界面张力。综上所述,半导体晶圆表面的接触角测试可以用来评估晶圆表面的粗糙度、清洁程度、表面处理效果和界面张力等方面的性质,对半导体制造过程中的表面质量控制具有重要的意义。晶圆全自动接触角测量仪详细参数:技术参数KZS-50图片硬件外观接触角平台长12寸圆平台(6寸、8寸、12寸(通用)扩展升级整体扩展升级接触角设备尺寸670x690x730mm(长*宽*高)重量35KG样品台样品平台放置方式水平放置 样品平台工作方式三维移动样品平台样品承重0.1-10公斤仪器平台扩展可添加手动,自动倾斜平台,全自动旋转平台,温控平台,旋转平台,真空吸附平台调节范围Y轴手动行程400mm,精度0.1mmX轴手动,360°自动旋转,精度0.1mm测试范围0-180°测量精度高达0.01°测量面水平放置样品平台旋转全自动旋转平台仪器水平控制角位台可调,镜头可调,样品平台可调滴液滴液系统软件控制自动滴液,精度0.1微升,自动接液测试注射器高精密石英注射器,容量500ul针头直径0.51mm,1.6mm表面张力测试滴液移动范围X轴手动调节80mm,精度0.01mmZ轴自动调节100mm,精度0.01mm滴液系统软件控制自动滴液泵滴液模组金属丝杆滑台模组镜头/光源光源系统单波冷光源带聚光环保护罩,寿命60000小时以上光源调节软硬共控镜头可移动范围滑台可调100mm镜头远心变倍变焦定制镜头镜头倾斜度±10°,精度0.5°相机帧率/像素300fps(可选配更高帧率)/300万像索电源电源电压220V,功率60W,频率60HZ漏电装置带漏电装置保护软件部分软件算法分辨率拟合法、弧面法、θ/2、切线法、量角法、宽高法、L-Y法、圆法、椭圆法、斜椭圆法测量方式全自动、半自动、手动拟合方式 分辨率点位拟合,根据实际成像像素点完全贴合图像拍摄支持多种拍摄方式,可单张、可连续拍摄,支持视频拍摄,并一键测量。左右接触角区分支持分析方法座滴法、纤维法、动态润湿法、悬滴法、倒置悬滴法、附着滴法、插针法、3D形貌法、气泡捕获法分析方式 润湿性分析、静态分析、实时动态分析、拍照分析、视频分析、前进后退角分析保存模式Word、EXCEL、谱图、照片、视频总结1、晶圆接触角测量可以订制,适用于各种半导体制造中常用的6英寸、8英寸、12英寸等尺寸的晶圆。2、高精度测量:可以在非常小的范围内准确测量晶圆表面的接触角,具有高度的重复性和准确性。3、多功能性:晶圆接触角测量仪通常具有多种测试模式,可以测量不同类型的表面处理,如刻蚀、沉积、清洗等过程对接触角的影响,可以提供全面的表面质量评估。4、高效性:晶圆接触角测量仪可以在非常短的时间内完成多个晶圆的测量,提高了实验的效率。5、自动化程度高:晶圆接触角测量仪通常具有自动化控制和数据处理系统,可以自动完成晶圆的定位、测量和数据处理,减少了实验人员的工作量和误差。晶圆接触角测量仪是一种专门用于测量半导体晶圆表面接触角的仪器。相比传统的接触角测量仪,它具有以下优势:1、适用于大尺寸晶圆:晶圆接触角测量仪通常具有较大的测试平台,能够容纳大尺寸的晶圆,适用于半导体制造中常用的6英寸、8英寸、12英寸等尺寸的晶圆。2、高精度测量:晶圆接触角测量仪使用高精度的光学传感器和计算算法,可以在非常小的范围内准确测量晶圆表面的接触角,具有高度的重复性和准确性。多功能性:晶圆接触角测量仪通常具有多种测试模式,可以测量不同类型的表面处理,如刻蚀、沉积、清洗等过程对接触角的影响,可以提供更全面的表面质量评估。3、高效性:晶圆接触角测量仪可以在非常短的时间内完成多个晶圆的测量,提高了实验的效率。4、自动化程度高:晶圆接触角测量仪通常具有自动化控制和数据处理系统,可以自动完成晶圆的定位、测量和数据处理,减少了实验人员的工作量和误差。综上所述,晶圆接触角测量仪具有高效、高精度、多功能等优点,在半导体晶圆表面处理和质量控制中具有广泛的应用前景。
  • 百灵达推出新型水晶版余氯测量计
    百灵达推出新型水晶版余氯测量计,用于测量饮用水  上海2009年12月18日电 /美通社亚洲/ -- 在水质分析领域处于领先地位的百灵达公司日前发布了新型水晶版余氯测量计,用于对饮用水的余氯含量进行快速、准确、方便的测量。这项新型产品使用DPD标准方法,该方法经过反复测试,行之有效,产品将该方法与光度计相结合,即时显示测量结果。这种方法测量结果高度精确,不会受到由于人的视觉色彩判断影响,避免判读失误。  新型的水晶版余氯测量计使用非常简单,仅有4个直观按钮和一个菜单,LCD显示屏上使用的是通用的图标而非任何一种语言。尺寸小巧(150 x 65 x 40毫米),质量轻便(200克)的特点,使其成为现场测试的理想之选。余氯测量计的精确度为± 0.02 毫克/升,既满足适合实验室检测的要求和又可以水处理现场使用。游离氯和总氯含量的测量范围为0.01-5.0毫克/升,当使用余氯HR试剂时的测量范围可达1-250毫克/升。  仪器防护等级为IP67,坚固、防水,便携包装为硬箱或软包装,内含试剂和试管。设备仅需使用两节AA电池,由于操作耗能较低,加之无操作时的自动关机设置,使电池寿命长达可显示5000组度数。设备可以存储和调用零点设置的信息,也可在每一次测试时进行重新设置,而新型的窄频波长过滤器使得手持式监测仪提供的波长数据精确度无与伦比。  关于百灵达有限公司 (Palintest):  英国百灵达有限公司 ( http://www.palintest.cn)总部位于英国,在中国,美国和澳大利亚均设有办事处,百灵达是一家世界领先的致力于水质和土壤检测的企业。百灵达创立于1870年,20世纪50年代,其创始人Palin博士发明了DPD余氯检测法,DPD测试法经过50余年的检验,目前已是国际和中国通用的标准检测方法,经过多年的积累和创新,百灵达已成为为用户提供技术领先、精确可靠的全套水质,土壤环境检测设备的顶级制造企业。  关于豪迈:  百灵达是英国豪迈集团(Halma p.l.c. - http://www.halma.cn )的子公司。创立于1894年的豪迈是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业,伦敦证券交易所的上市公司,在全球拥有4000多名员工,近40家子公司,2008/09财年营业额超过4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新,这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献,主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处,并且已在中国开设多个工厂和生产基地。
  • 北大高鹏课题组与合作者报道电镜测量“黄方程”元激发新进展
    北京大学电子显微镜实验室、量子材料科学中心、轻元素先进材料研究中心高鹏课题组与国家纳米科学中心戴庆研究员和杨晓霞研究员、西班牙巴塞罗那科学技术研究所F. Javier García de Abajo教授等合作,测量发现纳米尺寸氮化硼管中双曲型声子极化激元的回音壁模式具有超小的模式体积和超高的Purcell因子,表明氮化硼纳米管在增强纳米尺度光与物质相互作用方面大有可为。2023年2月24日,相关研究成果以“氮化硼纳米管中的双曲型回音壁声子极化激元”(Hyperbolic whispering-gallery phonon polaritons in boron nitride nanotubes)为题发表于《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)。此外,课题组受邀总结了近几年国内外相关研究团队利用电镜测量声子极化激元的进展、机遇和挑战,发表在中文期刊《科学通报》。黄昆先生的代表作之一“黄方程”处理了离子晶体材料中光学声子与电磁波的耦合问题,阐明了这种耦合会产生一种新的元激发,即声子极化激元,解释了离子晶体材料的红外色散特征。近年来声子极化激元受到了广泛的关注,因为它有望应用在低损耗纳米光学元器件中,诸如亚衍射成像、增强探测和光芯片等。自上世纪50年代黄昆先生的理论提出以来,相关概念在60年代开始逐渐被光学实验如拉曼散射所证实。过去十多年,由于基于针尖散射式的扫描近场光学方法(s-SNOM)的发展和二维材料的兴起,声子极化激元研究进入高速发展时期。然而不管是基于拉曼光谱还是红外光谱的光学探测方法,在研究声子极化激元上都有一些局限性。声子极化激元的激发需要满足动量匹配和能量匹配。从动量匹配角度,由于光子没有静止质量,而声子的动量可以很大,因此光学方法只能激发小动量的声子极化激元。事实上,高动量的声子极化激元具有更高的波长压缩和光场局域能力。从能量匹配角度,远红外波段,之前没有成熟商业化的扫描近场光学显微镜产品,直到近两年才开始发展起来,因此这个频段现有研究较少。实际上,很多常见的半导体材料如ZnO、AlN、GaN等的声子极化激元都处在这个频段。针对这些挑战,高鹏课题组近年来致力于发展利用电镜的电子能量损失谱来测量声子极化激元,与合作者一起取得了一系列进展,比如激发并探测了单层氮化硼中的高动量声子极化激元,获得了最高纪录的压缩比,解决了单原子层二维材料中声子极化激元存在与否的长期争议(Nat. Mater. 2021, 20: 43–48),弥补了纳米光学动量失配的短板。利用电子能量损失谱连续激发与探测的特点,从而覆盖远红外频段的测量,与纳米光学形成互补。据此研究了代表性的材料ZnO(Nano Lett. 2019, 19: 5070–5076)和α-MoO3(Adv. Mater. 2020, 32: 2002014)等,发现了一些新模式,并揭示了尺寸效应、几何形状效应、取向依赖的选择性激发与探测等。此外,该方法的高空间分辨率能力、高探测效率使得该方法在研究不规则小纳米结构(Sci. Bull. 2020, 65, 820)、异质结界面(Chin. Phys. Lett. 2019, 36, 026801)的声子极化激元方面也具有独一无二的优势。另一方面,声子极化激元的离域性使得其探测可以在aloof模式(电子束聚焦在样品附近的真空中)下进行,因此一些常规电镜表征容易损伤的材料可以用这种方式来探测并且避免损伤。该领域的研究进展以及相关展望发表于《科学通报》(2023年第68卷第一期18-31页),第一作者为物理学院2019级本科生何沛一。目前,高鹏课题组开发的声子极化激元探测和分析方法已经在北京大学电子显微镜实验室平台上开放使用。图1. (a)电子显微镜里的高能电子束激发声子极化激元;(b)电子能量损失谱与近场光学方法在能量、动量等方面对声子极化激元表征能力的对比:纳米光学能探测的动量范围很小,而电镜能损谱能探测的动量范围很大;覆盖远红外频段的近场扫描光学显微镜技术刚刚起步,之前缺乏商业化的产品,而电镜能损谱可以全覆盖;纳米光学所测量的声子极化激元色散通常是离散的几个点,而电子显微镜是连续激发与探测;此外,电镜探测在微弱信号、光学非活性模式、小纳米结构等方面也具有优势。近日,合作团队又取得了新的进展。高鹏课题组与国家纳米科学中心和西班牙巴塞罗那科学技术研究所等合作,详细研究了单个氮化硼纳米管的声子极化激元,发现其中存在双曲型声子极化激元的回音壁模式(hyperbolic whispering-gallery phonon polariton,HWG-PhP),具有超小的模式体积,并随着氮化硼纳米管径向尺寸的减小而减小。该工作直接从实验上观察到低至10-10量级的模式体积(相对自由光波长归一后),同时双曲型声子极化激元本征的低损耗使得该回音壁模式的品质因子可达约220,最终在亚10纳米的氮化硼管中得到了1012量级的超高Purcell因子。这表明小尺寸氮化硼纳米管在增强纳米尺度光与物质相互作用方面大有可为。电子能量损失谱方法在该项工作中发挥了重要作用,除了前面提到的动量匹配方面的优势,电子显微镜超高的空间分辨率为在测量小尺寸氮化硼纳米管(径向尺寸通常在几个至几十个纳米)中的声子极化激元模式分布、研究色散关系提供了基础。另一方面,由于电子与材料相互作用的散射截面通常要比光学作用高出4-6个数量级,因此电子激发具有更高的效率,有利于探测原子数目少、信号微弱的这类小纳米结构,如少层二维材料、小尺寸一维和零维材料。图2. 电子束沿氮化硼纳米管轴向(a)和径向(b)扫描时获得的电子能量损失谱;(c)不同侧壁厚度氮化硼纳米管中HWG-PhP模式的色散关系;(d)实验得到的模式体积与Purcell 因子2023年2月24日,相关研究成果以“氮化硼纳米管中的双曲型回音壁声子极化激元”(Hyperbolic whispering-gallery phonon polaritons in boron nitride nanotubes)为题,在线发表于《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志。国家纳米科学中心特别研究助理郭相东博士和北京大学前沿交叉学科研究院2017级博士研究生李宁(导师是北京大学物理学院量子材料科学中心王恩哥院士)为文章共同第一作者,杨晓霞、F. Javier García de Abajo、高鹏、戴庆为文章通讯作者。其他合作者包括北京大学本科毕业生亓瑞时、研究生时若晨、李跃辉,国家纳米科学中心研究生吴晨晨,河北工业大学河北省微纳氮化硼材料重点实验室黄阳教授及北京大学王恩哥院士。上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、量子物质科学协同创新中心、轻元素量子材料交叉平台等支持。
  • 南京计量院发明新型离心机转速测量系统 弥补传统法弊端
    近期,南京市计量院《一种离心机转速测量系统》项目获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。  《一种离心机转速测量系统》属于计量行业的振动转速检测和校准技术领域。该项发明通过固定在离心机外壳振动敏感处的振动传感器采集振动信号,基于振动信号测量离心机的转速,振动传感器安装在外壳上,安装简单,同时不会对离心机的运行造成干扰,提高了测量精度。该项发明提供了一种离心机转速测量系统,弥补了传统磁电法和光电法测量方式所带来的弊端,解决了工程领域和医学领域许多离心机无法准确溯源的计量技术难题,将会在省内及国内产生较大影响力,具有成果转换的应用价值,同时带来可观的经济效益。
  • 电子测量仪器行业产业链全景梳理及区域热力地图
    行业主要上市公司:同惠电子 ( 833509.BJ ) 坤恒顺维 ( 688283.SH ) 普源精电 ( 688337.SH ) 鼎阳科技 ( 688112.SH ) 优利德 ( 688628.SH ) 等本文核心数据:电子测量仪器产业链 电子测量仪器代表性企业产销情况 电子测量仪器代表性企业业务规划产业链剖析:行业产业链庞大,产品所涉及的应用领域广泛电子测量仪器以电子技术为基础,是一个融合多学科、多种先进技术的基础性行业,由于其囊括了电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等,因此产业链相对复杂,产业链上中下游的企业类型也多种多样。在产业链上游方面,主要为电子元件、电子器件、电子材料、机电产品等。其中,电子元件和电子器件统称为电子元器件,是电子测量仪器的主要原材料之一。在产业链中游方面,主要包括电子测量仪器的研发、生产和销售,中游的企业主要分为通用电子测量仪器制造企业和专用电子测量仪器制造企业。在产业链下游方面,由于电子测量仪器是电子信息产业不可或缺的支撑保障,所有与电子设备有关的企业和行业几乎都需要使用电子测量仪器。目前,航空航天、新能源汽车、物联网、5G 应用、射频前端等行业快速增长,有效推动了电子测量仪器的快速发展。电子测量仪器产业链区域热力地图:广东分布最集中从我国电子测量仪器行业企业区域分布来看,电子测量仪器行业企业主要分布在广东地区,其次是在江苏、浙江和山东等地区 其余地方,如陕西、安徽、福建等省份虽然有企业分布,但是数量较少。注:数据统计时间截至 2023 年 6 月 2 日。从中国电子测量仪器行业的代表性企业分布情况来看,广东代表性企业数量最多,其次是江苏和上海。电子测量仪器产业代表性企业产销情况从当前行业内代表性上市企业的电子测量仪器产品产销量情况来看,2022 年,除皖仪科技以外,中国电子测量行业代表性企业电子测量仪器产量产销率均在 90% 以上。电子测量仪器产业代表性企业业务规划目前,中国电子测量仪器行业上市公司在电子测量仪器业务主要规划集中在加大研发投入,扩大产能及品类覆盖。
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