2019年10月08日,物理学院拟购的“球差矫正透射电子显微镜”、“稀释致冷超高真空极低温强磁场扫描隧道显微镜系统”和“电喷雾电离沉积-低温扫描探针显微镜联合系统”购置可行性论证会在勺园5乙楼305会议室举行,由实验室与设备管理部副部长周勇义主持。
拟购的“球差矫正透射电子显微镜”是一套具有亚埃级别的空间分辨率,能够得到大部分的晶体材料的原子结构的成像系统,该系统进一步结合能谱、能量损失谱功能,就能够得到化学价态、电子结构信息。目前校内同类设备使用机时饱满。专家组认为申请人所在单位目前正在开展轻元素量子材料研究。其中原子核量子态的探测需要高灵敏度、分辨率和精度的电镜来完成。拟购设备能够在60kV和30kV下研究轻元素体系的原子结构、化学成分、电子结构等。满足申请人团队在高能量分辨的能损谱条件对轻元素材料体系电子结构的研究需求。该设备的购置将对北京大学凝聚态物理、材料、化学催化、生物物理等领域的基础研究具有积极的推动作用。
拟购的“稀释致冷超高真空极低温强磁场扫描隧道显微镜系统”是一套集成了超高真空、超低温度、扫描隧道显微镜及简单分子束外延系统的复合装置。由于其隧穿电流具有高度的局域性,STM空间分辨率可以达到原子量级,能够得到原子和分子的高分辨率图像。该仪器可在稀释制冷机的极低温下工作,并且最高磁场能达到15T。目前校内暂无同类设备。专家组认为申请人正在从事低温扫描隧道显微镜以及非接触式原子力显微镜对表面上的单原子/分子、低维量子材料的研究。其中,在原子及分子高分辨率成像的同时,需对其超导现象以及电子能量结构进行精确观测,拟购设备可在极低温(30mK)、强磁场(15T)和能量分辨率(小于0.1meV)条件下达到原子级分辨水平,实现原子尺度上低维量子材料的可控生长,满足申请人开展低维量子材料物性研究的需求。该设备的购置将对北京大学凝聚态物理前沿领域的研究产生积极的推动作用。
拟购的“电喷雾电离沉积-低温扫描探针显微镜联合系统”是一套包含扫描隧道显微镜、原子力显微镜功能以及电喷雾电离沉积的样品制备系统。目前校内暂无同类设备。专家组认为申请人正在从事低温扫描隧道显微镜以及非接触式原子力显微镜对表面上的单原子/分子、低维量子材料的研究,其中,需要对溶液体系表面的新奇量子物性探测、表面催化、在位化学反应以及反应产物识别等进行研究。拟购设备在低温扫描探针显微镜的基础上新增了电喷雾电离沉积样品制备功能,可将申请人的研究体系从气相、固相扩展到液相,达到在原子尺度上理解其物理、化学性质及功能,满足申请人开展溶液体系表面科学的研究需求。该设备的购置将有利于促进物理、化学、材料学以及生命科学等交叉学科方向的发展。
专家组一致同意通过上述设备的可行性论证,设备购置经费已落实,经费来源均为“北京市轻元素量子材料交叉平台经费”,由物理学院江颖研究员申请购置。仪器设备运行经费有保障。设备购置后将主要用于校内教学与科研工作,预计年共享机时均为500小时。可行性论证专家组由北京工业大学材料学院吉元教授,中科院物理所谷林研究员、苏东研究员,军事科学研究院张德添教授级高工,北京大学物理学院徐军教授级高工组成。