掃描探針顯微鏡(SPM)是納米科技領(lǐng)域很為關(guān)鍵的發(fā)明之一，是一種表面分析儀器，它能夠利用尖銳的針尖對(duì)樣本進(jìn)行物理光柵掃描，可以在原子或納米級(jí)分辨率下通過真實(shí)空間直接檢測(cè)各種信號(hào)，從而深入了解樣品的結(jié)構(gòu)、電子、振動(dòng)、光學(xué)、磁性、(生物)化學(xué)和機(jī)械性能。

SPM主要包括原子力顯微鏡、靜電力顯微鏡、磁力顯微鏡、掃描離子電導(dǎo)顯微鏡、掃描電化學(xué)顯微鏡等，是綜合運(yùn)用光電子技術(shù)、激光技術(shù)、微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、精密機(jī)械設(shè)計(jì)和加工、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、應(yīng)用光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)高速采集和控制及高分辨圖形處理技術(shù)等現(xiàn)代科技成果的光、機(jī)、電一體化的高科技產(chǎn)品，可應(yīng)用于物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)和生物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，改變了人類對(duì)物質(zhì)的研究范式和基礎(chǔ)認(rèn)知。
 
由于技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的限制，我國(guó)的質(zhì)量好的SPM一直受制于國(guó)外。近日，北京大學(xué)物理學(xué)院發(fā)布消息稱，該院江穎教授課題組與劉開輝教授課題組合作研發(fā)了一臺(tái)qPlus型光耦合掃描探針顯微鏡，該顯微鏡性能達(dá)到國(guó)際很好水平，其中原子力傳感器振幅噪音和品質(zhì)因子就達(dá)到了很好的水平。
 
研究人員成功研發(fā)出了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于qPlus傳感器的掃描探針技術(shù)該技術(shù)通過探測(cè)很微弱的高階靜電力，刷新了掃描探針顯微鏡的空間分辨率，國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了水分子中氫原子的直接成像，將水的微觀實(shí)驗(yàn)研究帶入一個(gè)全新的時(shí)代。
 
在技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，研究人員成功搭建了成功搭建了一臺(tái)qPlus型光耦合掃描探針顯微鏡商業(yè)化樣機(jī)(**：一種基于qPlus的光耦合掃描探針顯微鏡；**號(hào)：202121333378.5)。
 
據(jù)了解，該設(shè)備兼容超高真空和低溫(液氦)環(huán)境，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際很好水平——電路噪音背底低至5 fA/Hz1/2，針尖高度振動(dòng)噪音峰小于200 fm/Hz1/2，熱漂移小于0.1 pm/min。同時(shí)，該設(shè)備的qPlus傳感器的背底振幅噪音(~2 pm)和品質(zhì)因數(shù)(可以達(dá)到140000)也達(dá)到很好的水平。此外，設(shè)備的掃描探頭上直接集成了可驅(qū)動(dòng)光學(xué)透鏡的三維納米定位器(**：一種透鏡三維移動(dòng)裝置；**號(hào)：202120697032.7)，大幅提升了光激發(fā)與光收集效率，避免了激光聚焦光斑的微抖動(dòng)問題，使得設(shè)備兼?zhèn)鋬?yōu)越的光學(xué)兼容性，能夠是研究多種分子和材料體系的結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及動(dòng)力學(xué)行為的理想工具。
 
據(jù)悉，近日北京大學(xué)與國(guó)內(nèi)儀器公司就上述兩種相關(guān)實(shí)用**簽訂了轉(zhuǎn)讓合同，如果該設(shè)備成功產(chǎn)業(yè)化，將有望打破SPM長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷的局面，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量好的掃描探針顯微鏡的國(guó)產(chǎn)替代。
 
資訊來源：北京大學(xué)物理學(xué)院、百度百科
文章鏈接：化工儀器網(wǎng) https://www.chem17.com/news/Detail/141896.html

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