湾区时讯 11月15日,第二十五届高新技术成果交易会(高交会)在深圳会展中心举办。北京中科科仪股份有限公司作为中国尖端科学仪器和真空技术领军者携其全资子公司科仪光电(原中科科仪电镜事业部)受邀出席,其核心产品扫描电子显微镜及国产真空设备解决方案精彩亮相。
相关负责人介绍场发射枪扫描电子显微镜原理
在展会现场,科仪光电带来了具有自主知识产权的场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8100。据了解,该款扫描电镜是中科科仪承担科技部国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”研制成果的一部分。该设备目前已完成科技成果转化及产业化落地,并形成批量销售,深受各行业用户好评,为教学、科研和经济发展服务,取得了显著的经济效益和社会效益。
场发射枪扫描电镜是纳米技术、生物技术、医学、化学、物理学研究的重要工具,在半导体集成电路加工、微机电系统、微型传感器等信息技术支撑领域和环境保护领域也发挥着重要作用,广泛应用于金属、陶瓷、矿物、冶金、高分子、复合材料、微生物、新能源材料的表面形貌进行观察及微区的点、线、面成分分析;同时,场发射枪扫描电镜在虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、刑事侦察、产品质量鉴定等方面也有广泛的应用,对于我国的基础科学研究、生产工艺控制、各分类学科的研究有着不可替代的重要地位。
针对基础科学研究和高精尖工业制造对国产场发射枪扫描电镜的迫切需求,2013年,中科科仪牵头,联合北京大学、中国科学院微电子研究所、中国科学院生物物理研究所、国家环境分析测试中心、清华大学等单位,承担国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”,在2014年成功推出了国内首台肖特基场发射枪扫描电镜KYKY-EM8000,并在此基础上提升电子光学系统综合性能,于2017年推出了国产高端场发射枪扫描电子显微镜产品KYKY-EM8100,分辨率优于0.9nm@30kV,3nm@1kV,解决了高分辨率电子光学成像系统、系统集成调试等关键技术,成为国内首创、达到国际同类产品技术水平、具有完全自主知识产权的肖特基场发射枪扫描电子显微镜。
KYKY-EM8100场发射扫描电镜的技术优势主要有以下三个方面:
第一,自主设计制造了低像差物镜。研发团队利用电子光学仿真软件对透镜结构进行了仿真研究,获得了最佳几何结构参数,并通过突破高饱和磁感应强度材料的高精度加工工艺和热处理工艺,满足了场发射枪扫描电镜磁透镜加工的设计要求及工作性能要求,大幅提升呈像质量与准确性。
第二,突破了电子束镜筒加速技术。低能电子束在电子光学镜筒中运行时,周围环境磁场、振动等对其会产生干扰明显。针对这一问题,研发团队攻破了电子束镜筒加速技术,解决了低能电子束在电子光学镜筒中运行时抗干扰能力大大降低问题,保障了低加速电压下的高质量成像。
第三,自主研制了电子光学智能化控制系统,实现了自动灯丝加热、自动偏压、自动孔径角、自动聚焦、自动亮度/对比度等电子光学智能化控制功能,还实现了图像增强、图像锐化、样品尺寸测量、形貌拟合、颗粒密度分析等功能,大大提升了产品的功能性与使用便捷性,助力打好科技仪器设备国产化攻坚战。
通讯员/王桢楠
责任编辑/刘秀