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近期，中國科學院物理研究所研究團隊成功自主研制時間分辨掃描電子顯微鏡。該工作得到了北京市科技計劃課題等的支持。
現(xiàn)代顯微鏡技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)皮米尺度的微觀世界靜態(tài)觀測。在顯微鏡的分辨率不斷突破極限的同時，科學家還希望能夠觀測物質(zhì)的快變化過。例如化學反應中化學鍵的斷裂與形成、中間產(chǎn)物的類型與壽命、材料相變過程等。對于這些現(xiàn)象和過程的高時空分辨成像及原位測量可以幫助人們更深入地認識世界的物理本質(zhì)。
高時空分辨成像對顯微鏡技術(shù)的要求很高，而我國目前的研究主要依靠進口設備。為實現(xiàn)時間分辨掃描電子顯微鏡的現(xiàn)代化，中國科學院物理研究所研究團隊依托懷柔綜合極端條件實驗裝置完成了超快電子發(fā)射陰極、原位加載模塊、激光港、顯微圖像分析等關(guān)鍵部件的研發(fā)工作，成功研制了首臺全國產(chǎn)化的超快掃描電子顯微鏡，填補了我國在高時空分辨掃描分析設備領(lǐng)域的空白。
該設備主要由掃描電鏡主機、飛秒激光器和光電聯(lián)機裝置組成。在光發(fā)射模式下時間分辨率優(yōu)于1 ps，空間分辨率優(yōu)于10 nm，原位變溫分析范圍覆蓋100至1050 K，可以揭示材料、器件和生命體中電荷的超快轉(zhuǎn)變規(guī)律，實現(xiàn)高時空分辨成像及原位測量?；谠撛O備，研究團隊研究了雪崩二極管器件中的光激發(fā)載流子動力學過程，展現(xiàn)了儀器的高時空分辨率能力。
我國高端顯微鏡整體上與世界先進水平還有較大的技術(shù)差距。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前我國掃描電子顯微鏡市場主要由海外品牌占據(jù)主導地位，其中海外品牌占據(jù)市場約90%的份額；國產(chǎn)品牌只占據(jù)約10%的份額。時間分辨掃描電子顯微鏡的成功國產(chǎn)化是國產(chǎn)掃描電鏡的又一技術(shù)突破，標志著我國電鏡技術(shù)有了新的發(fā)展。
(資料來源：中國科學院物理研究所)
