我國大型儀器出口成功范例掃描電聲顯微鏡

    材料和器件是現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，材料的納米化和器件的小型化對各種新材料和器件的評價(jià)方法提出了新的要求——微區(qū)物理性能和不均勻性檢測，以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷的非破壞性觀察。但現(xiàn)有的掃描電鏡（SEM）和掃描聲學(xué)顯微鏡（SAM）都不能滿足這些需求。掃描電聲顯微鏡（SEAM）正是在這種需求下，將SEM技術(shù)和SAM特點(diǎn)融為一體，同時(shí)兼有電子顯微術(shù)高分辨率快速成像的特點(diǎn)和聲學(xué)顯微術(shù)非破壞性獲取物質(zhì)內(nèi)部信息的本領(lǐng)，并可以在原位同時(shí)觀察基于不同成像機(jī)理的二次電子像和電聲像。 

    中國科學(xué)院上海硅酸鹽所在國家基金委和國家“863”計(jì)劃的支持下，在國內(nèi)率先并幾乎和國際上同步開展了掃描電聲顯微鏡及其相關(guān)器件、材料、成像理論和應(yīng)用研究，先后完成了SEAM-I型、II型、III型電聲成像系統(tǒng)的研制，使性能指標(biāo)不斷地完善和提高，達(dá)到了實(shí)用化的水平。 

    通常的掃描電鏡是以恒定能量的電子束始終照射在樣品上進(jìn)行X-Y掃描，而電聲成像則是以強(qiáng)度受調(diào)制的且經(jīng)過聚集的電子束在樣品表面進(jìn)行X-Y掃描，這是電聲成像的特殊工作方式，也是進(jìn)行電聲成像的基本條件。 

    在掃描電聲成像系統(tǒng)中，我們采用了如下創(chuàng)新技術(shù)：發(fā)明了變速率掃描和自適應(yīng)處理器，成功將電子顯微術(shù)和聲學(xué)顯微術(shù)以及數(shù)字信號處理和高靈敏度傳感技術(shù)相結(jié)合，建立了具有系列自主知識產(chǎn)權(quán)的高分辨率實(shí)用化掃描電聲顯微鏡；發(fā)明了多參量（電場、溫場、力場和頻率）可控的多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)電聲信號傳感器及其控制裝置，建立了綜合觀察電聲像動(dòng)態(tài)行為的新方法；發(fā)明了橫向模式多層電聲信號敏感元件，并首次用于電聲成像系統(tǒng)；在國際上率先制備出高性能、大尺寸鈮鎂酸鉛（0.67PMN-0.33PT）晶體材料，并作為電聲信號敏感元件首次應(yīng)用于電聲信號傳感器；建立了第一個(gè)完整的三維電聲成像理論，闡述了電聲信號的激發(fā)機(jī)制，電聲像襯度產(chǎn)生的機(jī)理和顯示空間高分辨率的理論依據(jù)，以及電聲成像屬近場成像的物理本質(zhì)。 

    掃描電聲成像技術(shù)受到國內(nèi)外好評。本項(xiàng)目在電聲成像系統(tǒng)研制、電聲信號傳感器設(shè)計(jì)制造、高性能、大尺寸傳感器用敏感材料制備、電聲成像理論的建立以及電聲顯微成像技術(shù)的應(yīng)用等方面自成體系，取得了全面、系統(tǒng)、完整的有關(guān)電聲成像技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。 

    掃描電聲成像技術(shù)的實(shí)施促進(jìn)了國家任務(wù)的圓滿完成。申請者在自行建立的電聲顯微鏡上開展了重大基金項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目等有關(guān)的多種材料和器件的表面和內(nèi)部的電聲成像研究，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新的結(jié)果。 

    使用電聲顯微鏡在科學(xué)研究中有了新發(fā)現(xiàn)。國內(nèi)外科學(xué)家用我們研制的電聲顯微鏡在各自的研究領(lǐng)域內(nèi)獲得了新的發(fā)現(xiàn)，德國科學(xué)家Kohler博士首次在馬氏體材料上發(fā)現(xiàn)了鐵磁疇結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的機(jī)理解釋。美國賓州大學(xué)Hang He 博士和Ruyan Guo 教授在不同材料上獲得了鐵彈疇、180

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