2016年5月31日,校级平台微纳加工实验室和电镜室拟购的“扫描电子显微镜”、“定点修块抛光机”、“K2原位相机”、“等离子清洗仪”和“离子减薄仪”购置可行性论证会在勺园5乙楼305会议室召开,会议由实验室与设备管理部副部长刘克新教授主持。
“扫描电子显微镜”由校级公共平台微纳加工实验室彭练矛教授申请购置。该设备是一套通过电子束进行逐层对样品进行扫描成像观察,从而实现三维重构分析的成像设备,主要用于对各种固体样品表面进行高分辨形貌观察,提供样品亚微米、纳米尺寸的高分辨图像。目前我校同类设备使用机时饱满,无法满足申请人需求。拟购设备各项指标先进,满足申请人的科研需求。专家组认为申请人所在的微纳加工实验室是北京大学的公共测试服务平台,目前正承担着新型纳米光电子器件、科技部纳米专项课题、高性能碳基CMOS器件和集成电路、以及平台每年几十项开放基金课题项目,需要高分辨率低电压扫描电子显微镜设备来解决纳米器件制备工艺中的观察问题,拟购设备可以满足纳米器件制备工艺中的研究需求,设备的购置将对北京大学微纳电子学的发展起到推动作用。
“定点修块抛光机”、“K2原位相机”、“等离子清洗仪”和“离子减薄仪”由校级公共平台电镜室俞大鹏院士申请购置。“定点修块抛光机”是一种用于对样品进行精确定位,定点样品制备。该设备带有一系列工具和一体化显微观察系统,可对样品进行精确的目标定位,并对样品进行铣削、修块、切割、研磨、抛光及冲钻等加工,并可实时显微观察。目前校内无同类设备。前期样品制备是直接关系到在电子显微镜中所观察到结果的质量。拟购设备作为离子减薄仪的前制样设备,可以高效完成传统金相实验室多台设备的工作,能极大提高样品制备的效率和质量。对北京大学相关学科的科研起到一定的推动作用。
“K2原位相机”是一种与透射电镜配套使用的设备,相机采用了透射型直接探测CMOS芯片,可以获得当今所有电子成像相机中最高质量图像。该设备能持续的以400帧每秒采集高分辨图像,通过一个高带宽数据总线,传输到专门设计的高通量信号处理系统,继而将原始数据实时写入到硬盘中,通过快速的采集和处理图片,相机可以识别并记录入射感光芯片的单个电子(单电子计数模式)从而获得前所未有的高灵敏度和高成像质量。目前校内无同类设备。电镜室具有能量分辨率高达8meV电镜和一台空间分率高达60皮米的电镜,但没有配置高时间分辨(高速数据采集)的相机,该相机的缺失已经成为原位探测技术的主要瓶颈。考虑到北大校内各科研组的研究的课题极为丰富,既有要求高空间分辨和高能量分辨,也有很多原位探测的实验要求高的时间分辨率。因此需要购置高时间分辨率的电子直接探测相机,在原子尺度上拓展电镜的表征能力。设备的购置将对北京大学材料的静态和实时的材料结构研究、器件在外场下的结构演化行为具有积极的推动作用。
“等离子清洗仪”是一种采用气体作为清洗介质对样品进行清洗的设备,可有效地避免因液体清洗介质对被清洗物带来的二次污染,清洗程度达到分子级,可大大提高样品的透射电镜图像质量。目前校内同类设备使用机时饱满,无法满足申请人的需求。拟购设备各项指标先进,满足申请人的科研需求,可以制备出无损伤、无污染的高质量的电镜样品,从而满足球差电子显微镜的样品制备需求。拟购设备不仅能够去除样品表面的假象,更有利于微区结构及成份分析,大大提高透射电镜的图像质量,是电子显微学研究非常必要的基础设备。仪器的购置将对北京大学包括物理、化学、信科、地空、环境等多个学科的发展起到推动作用。
“离子减薄仪”是利用一定能量的离子轰击固体表面,使固体近表面层物理、化学性质发生变化,从而实现溅射清洗、抛光、磨削和减薄样品的设备,是为TEM(透射电镜)、XTEM(剖面、横截面透射显微镜)及FIB(聚焦离子束电镜)等设备提供样品制备的必备设备。目前校内同类设备使用机时饱满,无法满足申请人的需求。拟购设备各项指标先进,满足申请人的科研需求。拟购设备不仅能够对多种块体样品进行离子束抛光、离子束刻蚀,样品表面离子清洗及斜坡切割,还能够制备扫描电镜样品满足电镜室多台仪器的样品制备需求。该仪器的购置将对北京大学包括物理、化学、信科、地空、环境等多个学科的发展起到推动作用。
上述五台设备的经费来源均为“教育部修购经费”,仪器设备购置经费已落实,运行经费有保障,专家组一致同意通过该五台设备的可行性论证。设备购置后将用于服务校内外科研工作,预计年开放共享机时分别为2000、1600、1600、1600、1600小时左右。可行性论证专家组由北京工业大学固体所吉元教授,中国科学院古脊椎与古人类研究所张文定高级工程师,北京大学信息学院陈清教授、王晶云副教授,化学学院鞠晶高级工程师组成。