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技術盛宴、百家爭鳴——2024年度北京市電子顯微學年會成功舉辦

2024.12.19

　　2024年12月18日，由北京理化分析測試技術學會電子顯微學專業委員會主辦的2024年度北京市電子顯微學年會在中復大廈成功舉辦。會議旨在為推動北京及周邊省市廣大電子顯微學的學術及技術水平，促進電子顯微學工作者在材料科學、生命科學等領域的應用、發展和交流，來自高校、科研院所、儀器廠商等多家單位近400位專家、學者等業內人士出席本次會議。

會議現場

　　本次會議邀請國家納米中心鄭強研究員、中科院物理所張中山教授、北京大學胡迎春高工、北京師范大學李永良副研究員等多位國內著名專家學者作先進的顯微學發展前沿報告，牛津儀器、日立、國儀量子、賽默飛等多家知名電鏡儀器廠商參展本次會議，并為與會人士介紹了電鏡產品新技術、新功能，展示了各家最新的儀器產品。

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　　張德添、何其華、孫異臨、鄧平曄、鄭愛國、張麗娜、周濤、宋敬東8位專家共同主持了本次會議。

報告人：清華大學谷林教授

報告題目：還原論下的電化學儲能材料

　　報告講述了材料科學定量化的發展歷程，強調了還原論在材料科學中的應用及其面臨的挑戰。谷林教授指出半導體材料存在缺陷、界面不匹配和成分分布不均等問題，這些因素使得從原子尺度出發的材料描述變得復雜，并以鋰離子電池為例，展示了儲能材料如何通過改變原子間的對稱性來調控電勢差和電子費米能級的位置，從而影響材料的功能性。此外，報告還討論了原子能級對材料性質的影響。最后，谷林教授指出，雖然還原論提供了從原子層面理解材料的途徑，但它并非萬能鑰匙。面對準粒子等更復雜的現象時，還需要結合衍生論等其他理論和方法來進行綜合研究。

報告人：上海微納國際貿易有限公司北方區銷售經理趙昕

報告題目：Dectris 4D-STEM 混合像素直接電子探測器在材料及生命科學中的應用

　　報告介紹了Dectris品牌和HPD探測技術技術，對4D-STEM在材料科學和生命科學中的應用進行了分享。Dectris公司成立于2006年，總部位于德國瑞士，擁有18 年探測系的研發和商業化經驗。與直接電子探測器技術相比，混合像素是通過一個中間微球的設計，將探測芯片和讀出芯片相結合的探測技術，旨在提高數據讀取速度。4D-STEM 混合像素技術在材料科學中的應用包括靈活多模式的虛擬STEM成像、DPC技術進行電/磁場成像及高級成像分析、晶體結構/晶體取向分析、替代應變分析中傳統復雜的分析方法以及在疊層衍射成像中數據重構實現超高分辨成像。而在生命科學領域，4D-STEM混合像素技術同樣以靈活多模式成像方式被嘗試用于虛擬STEM成像過程中，來提高圖像襯度；并且與該技術在材料科學中的應用相同，在疊層衍射成像中也可以數據重構實現超高分辨成像。

報告人：牛津儀器科技(上海)有限公司材料分析部楊小鵬博士

報告題目：牛津儀器顯微分析技術最新進展

　　目前牛津儀器材料分析部產品可用于光學、力學、電磁等多方面分析。原子力顯微鏡作為牛津儀器材料分析部一個重要產品，通過改進懸臂梁的位移，利用激光的差分干涉，可直接測量位移避免靜電力干擾。在聯用技術方面，報告以電池領域的研究為例，講解了拉曼光譜與電鏡技術聯用產品RISE 關聯顯微鏡系統擁有高空間分辨率的優勢；詳細介紹了Nano Indenter納米壓痕儀聯用技術用于原位微觀力學實驗，尤其是硬度、模量等機械性能的研究。此外，報告還就Ultim Max ∞能譜儀等多種電子光學附件技術發展進行了介紹。

報告人：日立科學儀器(北京)有限公司張希文

報告題目：日立原位球差與聚焦離子束技術介紹

　　日立 HF5000+NX是一款具有球差校正功能的透射電鏡，通過單極片實現0.078 nm的STEM空間分辨率，在掃描透射電子顯微鏡模式下獲得極高的圖像質量。HF5000+NX配備了全自動Probe-forming球差校正器，可以實現快速而準確的像差校正，設備的高穩定性確保了在長時間原位實驗中數據的可靠性和準確性；HF5000+NX的原位功能支持在不同氣氛環境下進行原位實驗，如氧氣、氮氣、氫氣等，通過特別設計的鏡筒內氣體噴嘴，可以直接將反應氣體注入樣品區域，實現對樣品在不同氣氛下的實時觀察。日立FIB技術擁有超大樣品臺，可用于樣品制備，如切割、提取和減薄等操作；支持添加氬離子束或氙離子束，形成三束結構，滿足多樣化需求；FIB設備具備真空轉移功能，可實現與其他設備的連接，便于樣品在不同設備間的傳遞。

報告人：中科院物理所張忠山主任

報告題目：聚焦離子束在微納加工中的應用

　　聚焦離子束（FIB）在微納加工中具有重要應用，張忠山研究員在報告中分別從聚焦離子束的典型應用、聚焦離子束的“剪紙”應用、聚焦離子束的“BOSCH”工藝以及聚焦離子束的特殊應用四個方面進行了介紹，并通過實例講解了每種應用方向的特點，其中典型應用涉及TM樣品加工、不同結構制備及三維形狀沉積；"剪紙"應用通過轟擊改變樣品特性，實現納米尺度的豎斑、精度加工和均勻性；BOSCH工藝結合了垂直度和速率的優勢，使用四氟化碳和六氟化硫氣體，提高硅等材料的深寬比加工能力；特殊應用如三維沉積誘導碳形成彈簧形微納結構和光纖端面微納結構加工。

報告人：國儀量子技術(合肥)股份有限公司應用技術總監高原博士

報告題目：國儀量子電鏡最新技術及應用進展

　　國儀量子公司是一家專注于電子顯微鏡技術研發和生產的企業，電鏡產品主要包括FIB-DB550、HEM6000等，已廣泛應用于材料科學、生命科學等領域。

　　FIB-DB550是一款高性能的場發射掃描電子顯微鏡，具有高分辨率、低加速電壓等特點，適用于納米材料、新能源材料等領域的研究；HEM6000則是一款完全重構的設備，采用了超亮電子源和高速掃描器，實現了大范圍成像和高信噪比的要求，并且具備5級超快靜電偏轉系統，大視場無畸變。在應用方面，國儀量子公司的電鏡已經在國內外多個知名科研機構和企業中得到廣泛應用，如中科院半導體所、清華大學、北京大學等。此外，公司還開發了能量過濾系統和冷場光源等專利技術，提高了電鏡的性能和應用范圍。報告還就國儀量子電鏡原位工程和冷場掃描電鏡研究進展進行了分享。

報告人：捷歐路(北京)科貿有限公司應用工程師成華秋

報告題目：日本電子 FE-SEM 的技術革新和無窗型能譜的介紹

　　報告提到，日本電子近期發布了雙束電鏡JIB-PS500i、氙離子截面拋光儀IB-19540CP以及場發射掃描電鏡JSM-IT810三款新產品。就產品創新點方面，報告從一體化與自動化的操作、SBED和VBED實現高像素快速掃描和Live-3D、梯形校正等功能三個方面介紹了JSM-IT810的技術革新，包括采用SEM Center GUl軟件，操作界面更簡潔直觀的；采用Neo Action自動化技術，實現自動設置功能，開啟自動化新紀元等。對無窗型能譜Gather-X，成華秋總結到，該設備可實現整個能量范圍的高靈敏度分析，且具備高空間分辨率MAP，具有高度易操作性和安全保障。

報告人：北京大學生命科學學院公共儀器中心胡迎春高級工程師

報告題目：免疫電鏡與生命科學研究

　　北京大學生物成像中心成立于2009年，是國家支持下建立的綜合性研究機構。目前中心擁有七個平臺，包括電競平臺和北大-鳳凰工程北大分社師學成像平臺等，提供全面的科研測試服務。免疫電鏡結合了免疫熒光與電子顯微鏡的優勢，能夠在超微結構水平上定位特定抗原。其核心設備包括透射電鏡、高壓冷凍電鏡及相關配套設備。免疫電鏡技術通過高分辨率顯微成像揭示蛋白質在細胞內的定位和功能，已在干細胞研究、結構生物學、發育生物學、神經科學、生理學和植物生物學等多個領域得到廣泛應用。

報告人：北京低碳清潔能源研究院蔣復國博士

報告題目：原位電鏡在工業用費托催化劑的活性相研究

　　費托催化劑是一種由鐵基化合物制成的催化劑，用于將煤、油或天然氣等化石能源轉化為液態燃料和其他化學品。蔣復國教授介紹了使用原位電鏡技術來研究費托催化劑的微觀結構及其反應過程；通過高分辨率電子顯微鏡觀察催化劑在不同溫度和氣體環境下的變化，揭示了催化劑的工作機制。報告指出，原位系統是一種先進的電鏡技術，能夠在高溫高壓條件下實時觀察樣品的動態變化。通過純相ε-Fe₂C和ε-Fe₅C₂的研究，蔣復國教授展示了如何使用這一技術觀察費托催化劑在反應過程中的結構演變，以及如何通過改變實驗條件來優化催化劑性能。

報告人：卡爾蔡司(上海)管理有限公司北區應用經理秦艷

報告題目：SEM中塊體樣品位錯的定量定性表征與分析

　　卡爾蔡司的顯微鏡系列產品可分析毫米到納米級別的樣品，能夠滿足2D、3D、到原位的分析需求。報告從概念、成像原理、應用等方面介紹了SEM中塊體樣品位錯的定量定性表征與分析技術，指出要達到最佳成像效果，就要具備大光束、光斑尺寸小、光束匯聚角小以及靈敏的BSD檢測器四個條件。通過實例講解，報告指出SEM中塊體樣品位錯的定量定性表征與分析技術支持多種材料，分辨率高，簡單直接，自動標定易上手；支持大樣品，表征面積大，一次性多位置；更適合原位擴展，多種理化分析手段，多尺度研究。該技術主要用于晶粒內晶體學缺陷研究。

報告人：中科院植物所徐秀蘋高級工程師

報告題目：冷凍掃描電鏡和 MicroCT 在植物學研究中的應用

　　報告中介紹了冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM）和MicroCT在植物學研究中的應用，總結了常見問題，并給出了解決方案。指出，冷凍電鏡的優勢包括可直接觀察含水樣品，保留原貌信息；可觀察易損樣品的內部結構；快速獲取樣品圖像以及不使用有毒試劑等，向與會人員分享了其寶貴的研究經驗，包括樣品固定時需選擇合適的固定液、樣品臺選擇要考慮樣品特性、升華條件需根據樣品特性調整以及避免操作不慎產生假象等。此外，報告還講到，MicroCT是一種非破壞性的3D成像技術，具有高分辨率優勢。在植物學研究中，MicroCT可用于分析種子、根、莖等部位的內部結構。應用過程匯總常見問題包括新鮮植物樣品濕水萎蔫快植物組織X射線吸收率低以及嫩植物組織或含水量高的樣品密度均一等問題，為此，徐秀蘋老師分享了使用重金屬處理和二氧化碳零基點干燥提高對比度的解決方案。

報告人：隆斯克普總經理劉曉斌

報告題目：國產真空冷凍傳輸系統和氬離子束儀器的開發和應用

　　報告從核心技術、科學儀器、實驗流程和應用結果四個方面介紹了LongScope 電鏡樣品制備儀器的開發和應用。LongScope 電鏡樣品制備儀器的核心技術組成包括真空、冷凍、傳輸、離子束，詳細介紹了以冷凍、真空轉移、升華、斷裂和鍍膜為關鍵詞的LongScope 真空冷凍傳輸系統。該系統具有完整的鏈路配置，能夠處理含水樣品、敏感材料和含油樣品，確保樣品在制備過程中不受損害。此外，報告還就LongScope 離子束系列儀器產品幾種工作方式進行了介紹，并對HSC120 高真空離子束刻蝕鍍膜儀、IMP220 離子減薄拋光儀的儀器特點和優勢進行了講解。

報告人：國家納米中心鄭強研究員

報告題目：功能晶體材料局域結構波動的表征與設計

　　報告從層狀半導體InSe局域晶格應變(自發極化)、層狀半導體Inse外場下的晶格應變操控(極化操控)和層狀半導體Inse的應變機理三個方面開展討論，指出層狀半導體InSe中存在Se皮米級位移，導致兩類自發極化疇；外電場可誘導層狀半導體InSe發生層內滑移，這種層內滑移是其鐵電性的重要起源；InSe層內滑移方向隨電場方向變化發生反轉，電致應變量隨電場強度增強而增加；外應力可導致InSe層內滑移，后續可定量研究外應力-層內滑移及相關應變機理。

報告人：賽默飛世爾公司材料分析部亞太區市場推廣部經理楊光博士

報告題目：Introduction to lliad:The next chapter in advanced (S)TEM

　　賽默飛公司最新推出的球差校正電鏡——Iliad，代表了電子顯微鏡技術的前沿進展。這款設備專為高分辨率成像設計，能夠提供原子級別的觀察能力，是材料科學、生物學和納米技術等領域研究的強大工具。Iliad采用先進的球差校正技術，顯著提高了圖像的清晰度和對比度，使得研究人員能夠更加精確地觀察樣品的微觀結構。此外，Iliad還具備用戶友好的操作界面和強大的數據處理能力，支持多種成像模式，滿足不同研究領域的需求。此外，該設備由賽默飛全權負責售后維修和服務，確保了用戶在使用過程中的穩定性和可靠性。

報告人：北京師范大學李永良副研究員

報告題目：場發射掃描電鏡的理論與實踐

　　報告從加速電壓與表面細節、加速電壓與分辨率、加速電壓與電子束損傷以及加速電壓與荷電四個方面揭示了掃描電鏡實驗中加速電壓對圖像的影響。指出，加速電壓對圖像的影響非常大：其一、加速電壓與表面細節方面，越低的加速電壓，信號來自樣品表層，表面細節越豐富；其二、加速電壓與分辨率方面，越高加速電壓，圖像分辨率越高；其三，加速電壓與電子束損傷方面，存在物理損傷和化學損傷兩種現象，其中物理損傷是指加速電壓越高，電子束能量越高有機和生物樣品的導熱性差，導致樣品受熱損傷越大，樣品開裂、融化、扭曲和變形等；化學損傷指越低加速電壓，單位體積沉積的電子束能量越多，表層有機物的分解而產生的積碳現象；其四，加速電壓與荷電方面，降低加速電壓能夠有效降低不導電祥品荷電。此外，報告還從固態電池正極-三元材料，3kV，顯現表面細節三個方面講述了低電壓在固態電池的研究中應用。

　　本次會議眾多儀器企業帶來多款產品，為與會人士提供了近距離觀摩產品、交流技術的機會。