水系可充电电池领域颇具潜力的Zn阳极材料在充电/放电过程中，Zn枝晶易导致库伦效率低、循环寿命短等问题。目前，制备具有高放电深度（DoD）且高度可逆的无枝晶Zn阳极仍面临巨大的挑战。为此，中国科学院大学刘向峰课题组通过调节Zn-N-C材料中的金属-配位原子相互作用，使其具有疏水/亲锌表面，从而降低了Zn沉积的过电势，实现了DoD高达50%且具有良好循环寿命的无枝晶Zn阳极。同时，作者利用台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS表征了Zn-N-C材料的精细局域结构，为其中非对称的Zn-N4-C配位环境提供了关键证据，为无枝晶Zn阳极的开发提供了新思路。本研究以“Reversing Zincophobic/Hydrophilic Nature of Metal-N-C via Metal-Coordination Interaction for Dendrite-Free Zn Anode with High Depth-of-Discharge”为题发表于高水平期刊Advanced Materials。本文中，调节金属原子的配位环境对于高性能的电极材料的开发非常关键，X射线吸收精细结构谱图是目前表征金属配位环境的重要手段。本文所使用的是美国easyXAFS公司研发的台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300，该设备无需同步辐射光源，可以在常规实验室环境中实现X射线细结构谱XAFS和X射线发射谱XES的双通道测试，获得媲美同步辐射光源的优质谱图，用于分析材料的元素价态、化学键、配位结构等全面信息，广泛应用于电池能源、催化、地质、环境、陶瓷、电磁波材料、核化学等研究领域。该设备全球已近150套用户，并帮助国内外用户取得大量优秀的科研成果，发表于J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater., Nat. Commun.等期刊。图1. 美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300图文展示：图2展示了Zn-N4-C材料的配位原子调控原理。与Zn配位的4个N原子可以是吡啶N(Py-N)或吡咯N（Pr-N）。DFT理论计算结果显示，当两种配位N原子的比例改变时，材料对Zn原子及H2O分子的吸附能也随之变化。当Py-N与Pr-N比例为3：1时，Zn-N3Py+1Pr-C对Zn的吸附能大于对H2O的吸附能，材料显示出特殊的亲锌疏水特性，预示其可作为性能优异的Zn阳极材料。图2. H2O分子和Zn原子在不同Py-N/Pr-N配位比例的Zn-N4-C材料表面的吸附能随后，作者使用“模板-共聚-退火”法合成了具有不同Py-N/Pr-N配位比例的Zn-N4-C材料：Zn-N4Py-C，Zn-N3Py+1Pr-C，以及Zn-N2Py+2Pr-C。为了进一步确定Zn-N3Py+1Pr-C的局部配位环境，作者利用easyXAFS台式X射线吸收精细结构谱仪进行了Zn-K边X射线吸收精细结构（XAFS）测试。如图3a所示，Zn-N3Py+1Pr-C的X射线吸收近边结构光谱（XANES）曲线与Zn箔和ZnO粉末不同。Zn-N3Py+1Pr-C的吸收边位于Zn箔和ZnO粉末之间，表明Zn-N3Py+1Pr-C中Zn的价态在0到+2之间。与普通Zn-N4Py-C相比，Zn-N3Py+1Pr-C的吸收边负移，表明Zn原子的配位环境不同，Zn-N3Py+1Pr-C中的配位相互作用减弱。Zn-N3Py+1Pr-C的傅里叶变换 X 射线b）在 R 空间中的 1.58 处显示一个主峰，对应于第一个配位壳层，这表明Zn位点呈现原子级分散。根据 X 射线吸收的小波变换结果，Zn-N3Py+1Pr-C 的配位距离小于ZnO 粉末的配位距离（图3c），表明 Zn-N3Py+1Pr-C 的局域结构为Zn-N配位模式。作为对比，Zn-N4Py-C 显示出类似的 X 射线吸收趋势，但与 Zn-N3Py+1Pr-C 相比，R 空间中的峰位置左移。这表明Zn-N3Py+1Pr-C中的Zn-N键强度弱于Zn-N4Py-C，这可能是由于配位壳中引入了Py-N。为了进一步确定Zn-N3Py+1Pr-C的精确结构信息，作者收集并拟合了扩展X射线精细结构（EXAFS）数据，并使用 DFT 计算出的Zn-N4-Cs结构作为拟合结构。由于在Zn-N3Py+1Pr-C中，Zn原子由3个Py-N和1个Pr-N键合，因此作者引入了2种不同键长的Zn-N壳层，以精确反映拟合过程中的配位环境。拟合结果在R空间中如图2e所示，拟合窗口（1-2 ）内的Zn-K边EXAFS图与Zn-N3Py+1Pr-C的DFT结构的拟合图匹配得很好，清楚地验证了Zn-N3Py+1Pr-C的局部结构由1个Zn原子与1个Pr-N和3个Py-N原子配位组成。另外两个Zn-N4-Cs也使用类似的方法进行拟合（图3d,f）。图3. Zn-K边的X射线吸收谱:（a）XANES谱图，（b）傅里叶变换的EXAFS谱图，（c）小波变换图,以及R空间中（d）Zn-N4Py-C，(e) Zn-N3Py+1Pr-C，(f) Zn-N2Py+2Pr-C样品的EXAFS拟合结果作者组装了Zn/Cu半电池测试了Zn-N3Py+1Pr-C材料表面的电化学行为。结果表明，Zn-N3Py+1Pr-C材料表现出极低的Zn沉积过电势,实现了高度可逆的Zn沉积-溶解，且在多次循环后未观察到明显枝晶（图4a）。相比之下，空白的泡沫Cu表现出较高的Zn沉积过电势，且在多次循环后出现明显的Zn枝晶（图4b）。随后，作者进一步组装了Zn-N3Py+1Pr-C@Zn对称电池，在DoD高达50%的条件下实现了良好的循环稳定性（图4c）。作者再次利用easyXAFS台式X射线吸收精细结构谱仪，对经历100次循环后的Zn-N3Py+1Pr-C阳极材料进行了XAFS测试。如图4d所示，循环后的Zn-N3Py+1Pr-C中Zn元素被轻微氧化，其相结构未发生明显改变。图4e展示了循环前后的Zn-N3Py+1Pr-C阳极材料EXAFS谱图的R空间对比图，证明循环后Zn的配位环境未发生改变，且Zn位点仍以单原子形式分布，未形成Zn-Zn团簇，进一步证实了该材料的稳定性。如图4f所示，本文所合成的Zn-N3Py+1Pr-C材料在高放电深度下实现了较长的循环寿命，且同时具有较高的库伦效率和较低的成核过电势，与目前文献报道的其他Zn阳极材料相比表现出最为优异的综合性能。图4. (a)泡沫+1Pr-C和（b）空白泡沫Cu在恒电流充放电测试中的原位图像。（c）Zn-N3Py+1Pr-C@Zn对称电池在1 mA cm-2, 50%DoD条件下的电化学性能。（d, e）100次充放电循环前后的Zn-N3Py+1Pr-C阳极XAFS谱图。（f）Zn-N3Py+1Pr-C与文献报道的其他Zn阳极材料的性能对比参考文献：[1]. Reversing Zincophobic/Hydrophilic Nature of Metal-N-C via Metal-Coordination Interaction for Dendrite-Free Zn Anode with High Depth-of-Discharge, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202311637
DEPT NMR(无畸变极化转移13C-NMR)和APT NMR（附着质子13C-NMR）都属于13C-NMR实验，都可以揭示分子中某个碳原子连接的质子数，因此，可以有效区分伯碳（甲基，-CH3基团）、仲碳（亚甲基，-CH2基团）、叔碳（次甲基，-CH基团）或季碳。对于复杂分子的NMR谱图，选择哪种方法主要取决于研究者想要获得的信息。DEPT NMR优势DEPT是一种极化转移实验，弛豫时间由质子而不是碳的T1控制。而质子的T1弛豫时间通常比碳原子核的T1弛豫时间短很多，因此，DEPT NMR实验可以有效节省时间。DEPT NMR有多种变体技术：DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135。运行两个或多个DEPT 实验可以比 APT 更有效地区分-CH 和-CH3。DEPT NMR波谱解析在NMR波谱仪上，可以使用单个命令 (DEPT) 采集并自动处理三个波谱（DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135）。图 1显示了美国Anasazi 科研用小型无液氦核磁共振波谱仪-NMR的标准DEPT序列的三个波谱。1. DEPT-90中仅显示CH峰。– 如图1 DEPT-90波谱中2、3、4均为CH峰。2. DEPT-135中CH和CH3峰均指向上方，CH2峰指向下方。– CH3会在DEPT-135中向上出现，而不会在DEPT-90中向上出现，这是辨别CH3 的一个方法，如DEPT-135波谱中的CH3 ( 8 )，– CH2峰在DEPT-135中均为倒峰（ 6 和 7 ）。3. DEPT-45中CH，CH2以及CH3峰均指向上方图1. DEPT NMR波谱DEPT NMR缺点DEPT-135、DEPT-90 和 DEPT-45可以有效确定伯碳、仲碳和叔碳。但是DEPT 谱图中不存在季碳的峰，这是 DEPT 序列的主要缺点。APT NMR优势APT的主要优点是包含季碳峰（没有直接连接质子的碳原子核）。图2为苯甲酸丙酯APT 实验的NMR波谱。在APT实验中，收集和处理数据所需的时间与运行单个13C-NMR实验相同。APT实验的优势是可以获得所有峰的化学位移信息以及附加质子的多重性，这样可以在实验室中节省大量时间。APT NMR波谱解析图2是美国Anasazi 科研用小型无液氦核磁共振波谱仪-NMR上使用的标准 APT 序列的结果，可以使用单个命令 (APT) 采集并自动处理波谱。与 DEPT 实验类似，CH （2、3 和 4 ）和 CH3（8 ）的峰朝上，而 CH2（6 和 7 ）的峰朝下。此外，没有直接连接质子的C（1 和 5 ）的峰也向下。图2. APT NMR波谱APT NMR缺点APT 实验的主要缺点与标准的13C-NMR谱图的缺点类似。由于质子化碳的T1相对较短，而非质子化碳需要 60-90 秒才能弛豫。因此，没有直接连接质子的碳（1 和 5）的峰总是较小。APT 实验不区分CH和CH3峰，但可以区分CH2峰。如何选择DEPT或APT？DEPT 和 APT 都是结构分析的有效方法。DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135显示伯碳、仲碳和叔碳，但不显示季碳。APT 显示伯碳、仲碳、叔碳和季碳，但不像 DEPT 那样区分甲基碳和次甲基碳。在实际实验过程中，我们可以根据需要辨别的碳原子核，来确定使用DEPT或者APT技术。本文中的实验数据均来自于美国Anasazi研发的科研用小型无液氦核磁共振波谱仪-NMR。该设备采用台式设计，无需液氦，操作简单、维护成本低，一经推出，便受到广大科研用户的关注，测得的数据已多次发表在著名化学类期刊杂志上，如J Am Chem Soc; J Med Chem；Macromolecules等，并已得到全球800多家科研院校和机构的信任和认可。图3. 科研用小型无液氦核磁共振波谱仪-NMR美国Anasazi的EFT-60/90系列核磁共振波谱仪优势如下：
磁场对量子材料中电子的运动有很大影响。在强磁场作用下，二维电子系统将表现出量子化的霍尔导电性、手性边缘电流以及被称为磁等离子体和磁激子的特殊集体模式。然而迄今为止，在电荷中性样品中产生这些传播的集体模式并在其固有的纳米尺度范围对其进行成像和表征在实验上一直颇具挑战。石墨烯中狄拉克磁激子的研究美国纽约州立石溪大学(Stony-Brook University) Mengkun Liu研究团队，利用基于超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool自主搭建的低温磁场扫描近场光学显微镜，在纳米尺度上观测到了传播的磁激子极化激元，并报道了在近电荷中性石墨烯中的磁场可调色散。对这些集体模式及其相关的纳米电光响应进行成像，使研究者能够识别样品边缘的极化激元调制光学和光热效应。这项研究为了解石墨烯在不同磁场下的行为提供了重要见解和证据。研究团队表示，他们的发现有望推动石墨烯在光学和光电领域的应用，同时也为研究人员提供了更深入了解这种材料的机会。该项研究以Infrared nano-imaging of Dirac magnetoexcitons in graphene为题发表于顶级学术期刊nature nanotechnology。图1: 200K温度时，六方氮化硼hBN封装石墨烯星空体育app下载样品的磁场相关扫描近场光学显微镜m-SNOM和近场光电流、狄拉克磁激子DiME测量图2:在近电荷中性石墨烯中，在场调谐0→1朗道能级Landau levels跃迁区域的纳米红外图像。低温强磁场近场光学显微镜技术该项研究得益于低温近场光学显微镜技术的创新。其中，超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool使该技术突破性的实现在高达7T的磁场下对二维材料的近场响应进行纳米成像。这种方法使研究者能够通过利用高磁场来探索和操纵低载流子掺杂的样品中的磁极化子。OptiCool可以提供1.7K的低温环境，振动稳定性更是低于10 nm。系统采用创新的双锥形劈裂磁体，具有7T强磁场和超大的均匀区。样品腔具有8个光学窗口，其中顶部光学窗口具有低至3 mm的近工作距离。该低温设备推出以来促进了多项光学探测技术实现了低温强磁场维度的拓展。这次低温强磁场扫描近场光学显微镜的实现使得低温强磁场光学测量手段更加丰富，对量子材料的研究更加深入。图3:作者公布的强磁场低温近场光学显微镜装置示意图强磁场低温光学研究平台-OptiCool 的其他整体化解决方案除本次报到的低温强磁场近场光学显微镜技术外，基于OptiCool系统已经实现的低温强磁场光学测量有：低温强磁场下的Pump-porbe测量、低温强磁场MOKE、低温强磁场拉曼&荧光、低温强磁场SHG。除了提供标准的强磁场低温光学系统，Quantum Design中国子公司与合作的技术团队可以为中国用户提供整体化解决方案。目前已经可以提供的解决方案包括低温强磁场MOKE、拉曼&荧光、二次谐波，并且可以实现多种方案光路的自动化切换。图4:超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool参考文献：[1]. Dapolito, M., Tsuneto, M., Zheng, W. et al. Infrared nano-imaging of Dirac magnetoexcitons in graphene. Nat. Nanotechnol. (2023).原文链接
近年来，随着量子传感 (ODMR)、二维材料磁体和斯格明子等突破性技术和材料的广泛应用，对闭环低温恒温器在振动稳定性、纳米横向分辨率和可变磁场方面的要求越来越高。为此，德国attocube公司研发并推出了闭式循环超低振动低温恒温器 attoDRY2200。该系统配备专有的超高效减振系统、可供选择的矢量磁体以及自动化、用户友好化的可变温度控制，是先进扫描探针显微测量的优质选择。attoDRY2200提供从室温300K到极低温度1.65K的全自动冷却，也可以达到介于室温和低温之间的其他温度。整个系统的初始冷却时间约为15-20小时，而样品交换期间的周转时间约为5-8小时。此外，该系统还配有自动磁场控制，使超导矢量磁体在整个温度范围内都能轻松获得最大磁场。设备全新的集成触摸屏可以方便地设置所需的磁场 (B) 和温度 (T)，无需使用额外电脑。图1. 用于超灵敏扫描探针显微测量的顶部进样超低振动低温恒温器attoDRY2200。通过多功能应用程序编程接口，attoDRY2200可以轻松实现更精细的测量方案，例如磁场和温度的可编程扫描。 顶部装载设计可实现快速、轻松的样品更换，同时提供直径 49.7 毫米的宽敞样品空间。闭式循环低温恒温器 attoDRY2200 采用特殊的超低振动测量平台，可用于低温扫描探针实验，无需使用任何液氦。此外，该系统还配备了附加的阻尼系统，可以非常有效地将脉冲管冷头产生的机械振动与样品空间解耦。Attocube公司通过大量的实验证明，其扫描探针显微镜在attoDRY2200中的横向稳定性非常高（参见图2）。这使得在attoDRY2200内进行低温原子力显微镜测量时，横向分辨率与之前在基于液氦的变温磁体低温恒温器中测得的结果相匹配，甚至更优。attoDRY2200 为二维材料、畴壁、多铁性或纳米结构超导样品等热门科研课题的超灵敏扫描探针显微测量铺平了道路。attoDRY2200部分测试结果转角双层石墨烯 (tBLG) 的高分辨率莫尔图案为了对 attoDRY2200 的性能进行基准测试，厂家对转角双层石墨烯 (tBLG) 进行了导电探针AFM (ct-AFM) 测量。在图2的样品中，两个石墨烯材料扭转 0.8° 的角度，产生 18 nm的莫尔超晶格常数。测量结果清楚地显示了这种莫尔超晶格的横向分辨率至少为两个超晶格节点之间距离的一半，即在本案例中为 9 nm。图2：转角双层石墨烯 (tBLG) 的高分辨率莫尔图案。振动噪音与液氦低温恒温器相当图3为attoDRY2200振动噪音与液氦低温恒温器的对比，结果表明前者优于后者。 tBLG的ct-AFM 图像在液体环境中甚至噪声更大，这证实了 attoDRY2200 具有出色的减振性能。该测试中的样品由Jia Cheng Zhu 和 Kin Fai Mak（美国康奈尔大学）提供，attoLIQUID2000 低温恒温器由Istvan Kezsmarki（德国奥格斯堡大学）提供。图3. attoDRY2200振动水平与液氦低温恒温器相当1.8 K 至 300 K 的超灵敏测量（hBN/石墨烯）attoDRY2200 是一款可变温度低温恒温器，在所有温度下均可提供最大磁场。此外，它还具有在整个温度范围内超低振动的特点。其中一个例子是70 K下hBN/石墨烯双层异质结的ct-AFM 扫描（图4）。从图4中可以看到超晶格常数为15 nm的高分辨率莫尔图案，横向分辨率至少为 7.5 nm。图4. attoDRY2200在70K温度超灵敏测量hBN/石墨烯异质结超灵敏量子传感氮空位磁力测定 (NVM) 是一种磁成像技术，通过杂散磁场的光学检测提供终丶极磁场灵敏度。NV传感器是单个原子大小的磁偶极子，因此具有非常高高的传感潜力，但实际上，这种潜力只能在非常稳定的环境中才能发挥。attoDRY2200 是一款提供超低振动环境的干式低温恒温器，这对于低温 NVM (LT-NVM) 来说至关重要。图5演示了attoDRY2200 在超灵敏量子传感方面的性能。图中展示了温度2.8K时 Ir/Fe/Co/Pt 多层磁域的高光谱 NVM 图像（样本由新加坡 A*STAR 的 Anjan Soumyanarayanan 教授提供），测量中使用了QZabre公司的商业 NV色心探针。值得注意的是，该测量是在低温下进行 LT-NVM 测量，其中使用了将微波天线集成在同一芯片载体中的 NV色心探针，为超灵敏低温量子传感提供了特殊的紧凑性和用户友好性。图5. attoDRY2200在70K温度超灵敏测量hBN/石墨烯异质结attoDRY2200主要技术特点：☛ 超低振动、基于脉冲管的闭环低温恒温器，专为扫描探针显微镜应用而设计☛ 磁场范围：0...9T ( 可选12T，9T-3T，9T-1T-1T矢量磁体等)☛ 宽温度范围（1.8 K…300 K）☛ 通过 eNSPIRE 电子设备进行自动化控制，实时绘图，多功能接口☛ 可选显微镜：AFM/CFM(NV色心研究），AFM（接触式与非接触式）, CFM☛ 样品定位范围：5×5×4.8 mm3☛ 扫描范围: 50 μm ×50 μm@300 K, 30 μm ×30 μm@4 K☛ 商业化探针☛ 可集成升级 MFM，PFM, ct-AFM, cryoRAMAN, atto3DR等功能图6：低振动无液氦磁体与恒温器—attoDRY系列，超低振动是提供高分辨率与长时间稳定光谱的关键因素。
论文题目：Giant intrinsic photovoltaic effect in onedimensional van der Waals grain boundaries发表期刊：Nature Communications IF: 17.65DOI: 【引言】光伏效应作为一种重要的绿色环保能源收集手段，已在众多领域得到广泛应用。然而，传统PN结中的光电转换效率受到Shockley-Queisser极限的限制，无法进一步提高。因此，研究者将目光转向了非中心对称材料。在这种材料中，当受到均匀光照，且无外接偏压的条件下，就可以产生直流光电流。这种光电转换现象由于只受到材料本征对称性的影响，被称为材料的本征光电转换效应（IPVE）。由于材料本征的IPVE不受Shockley-Queisser极限的限制，为进一步提高光电转换效率提供了研究思路。【成果简介】2024年2月，南方科技大学相关团队使用小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3在光电转化器件的制备及应用等方面取得重要成果。作者利用ReS2材料中一维范德华晶界（vdW GBs）制备了基于IPVE效应的光电转换器件。根据实验测量结果，所制备出的光电转换器件具有同类器件中最高的IPVE效率。此外，研究发现利用不受极化影响的门电极可对vdW GBs的IPVE转换效率进行调节，更有利于能量的收集。相关工作以《Giant intrinsic photovoltaic effect in onedimensional van der Waals grain boundaries》为题，在SCI期刊《Nature Communications》上发表。文中使用的小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3克服了传统光刻工艺中需要掩膜版的难题，通过电脑控制DMD微镜矩阵开关，经过光学系统调制，直接在光刻胶上曝光绘出所要的图案。与此同时，该设备还具备结构紧凑（70cm X 70cm X 70cm）、直写速度高，高分辨率（XY：图1. 小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3【图文导读】图2. ReS2材料中vdW GBs的表征。（a）ReS2材料的STEM和HAADF表征结果。（b）ReS2材料中晶界的STEM和HAADF表征结果。（c）材料晶界附近的顶视示意图。（d）和（e）材料极化和非极化条件下的光学表征结果。（f）材料的极化拉曼表征结果。图3. 在ReS2晶界的IPVE效应。（a）利用MicroWriter ML3无掩模光刻机制备的光电转换器件。（b）沿y方向光电流在材料不同位置的测量。（c）扫描光电光谱仪对材料光电流的表征结果。（d）沿x方向光电流在材料不同位置的测量。(e)在晶界处的极化分辨光电流。(f)极化独立项的空间分布。图4. 通过调节电压实现对ReS2的IPVE转换效率的调节。（a）利用MicroWriter ML3制备的光电转换器件。（b）在不同电压下，IPVE效应所产生的光电流对应的值。图5. 论文Supplementary Information中利用MicroWriter无掩模光刻机的所制备的光电器件。【结论】论文中，南方科技大学相关团队利用小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3制备了基于ReS2一维vdW GBs的光电转换器件。由于该器件利用了IPVE效应，突破了传统PN结中的Shockley-Queisser光电转换极限。与同类器件相比，论文中所制备出的光电转换效率也处于优异水平。该工作不仅制备出高转换效率的光电器件，还为光电转换效率的提高打下坚实的理论基础。从论文中还可以看出，MicroWriter ML3无掩模光刻机得益于其强大的光刻和套刻能力，可以十分方便地实现实验中所设计图形的曝光，是各学科科研中制备各类微纳器件的得力助手。
报告简介：2024年4月3日，清华大学分析中心与Quantum Design中国将联合举办亚微米分辨红外-拉曼-荧光联用系统（PSC mIRage-LS）的培训讲座。本次培训将详细介绍mIRage-LS产品在化学、材料、环境、生命科学等多个领域的前沿应用，及上机操作、DEMO样品测试等，欢迎有需求的师生报名参加，一起探讨前沿应用与方案。培训议程：时间培训内容上午mIRage-LS亚微米分辨红外-拉曼-荧光联用系统产品及应用介绍下午上机演示，DEMO样品测试培训时间：2024年4月3日（周三）10:00-16:00培训地点：清华大学理科楼报名方式：1. 邮箱报名：.电线. 扫描二维码或点击此处报名：备注：1. 报名截止时间2024年4月2日16:00，报名截止后将进行邮件确认。2. 本学期计划按照样品分类安排专题上机培训。欢迎有相关需求的师生联系我们，一起探讨培训内容与方案。mIRage-LS介绍mIRage-LS是美国PSC公司推出的一款基于光热红外（O-PTIR）原理的新型显微红外光谱仪。与传统FTIR不同，mIRage-LS不依赖于残留的红外辐射分析，而是采用可见光作为“探针”，检测样品因本征红外吸收引发的表面快速光热膨胀或收缩变化，进而获取样品表面微小区域的结构信息。mIRage-LS采用非接触模式测量，制样简单，空间分辨率可达亚微米级（~500 nm），适用于化学、材料学、环境学、生命科学等多个领域。图1 mIRage-LS光谱仪mIRage-LS的优势： 亚微米空间分辨的红外光谱和成像（~500 nm）； 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果； 非接触测量模式—使用简单快捷，无交叉污染风险； 很少或无需样品制备过程(无需薄片), 可测试厚样品； 可透射模式下观察溶液中的样品； 实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试； 荧光显微成像实现荧光标记样品快速定位。图2 OPTIR光谱测试原理mIRage-LS应用领域1. 环境微塑料图3 微塑料颗粒（~600 nm）的O-PTIR光谱及成像分析(引自Microscopy Today, 2022, 17, 3, 76-85)2. 高分子材料图4 1210 cm-1处采集的PP/PTFE的O-PTIR光谱和显微图像(引自Materials & Design, 211 (2021), 17, 110157)3. 半导体图5 薄膜晶体管显示器中污染物的O-PTIR分析图6 器件表面缺陷的红外和拉曼光谱同步（同时间、同位置）分析(引自Microscopy Today, 2020, 28, 3, 26-36)4. 生命科学图7 脑组织的明场显微图像、O-PTIR光谱及成像分析图8 无荧光标记条件下单个细胞的O-PTIR显微光谱及成像分析(引自Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 43 (2022) 102563)5. 文物鉴定图9 柯罗19世纪绘画作品中锌皂异质性的O-PTIR显微光谱及成像分析(引自Anal. Chem. 2022, 94, 7, 3103–3110)
近日，日本分子科学研究所的西田纯助教、熊谷崇副教授的研究团队利用Neaspec公司研发的纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR在单蛋白领域取得重要进展，实现单个蛋白质的红外振动光谱的检测。相关研究成果以Sub-Tip-Radius Near-Field Interactions in Nano-FTIR Vibrational Spectroscopy on Single Proteins为题，发表于Nano Letters上[1]。 红外光谱是研究分子结构和功能的重要工具之一。传统红外光谱测量通常需要使用大量的样品并且空间分辨率较低，难以应用于单个蛋白分子的研究。本文中使用的纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR采用全新的散射式核心技术，有效突破了光学分辨率的极限，空间分辨率优于10 nm，突破性的实现了单个蛋白的红外光谱成像。 纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR 在本研究中，作者将纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR中红外波段的光源发出的光，利用迈克尔逊干涉装置分成两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。干涉光在分束器会合后通过针尖，在针尖顶点形成一个比激发波长小几千倍，尺寸只由针尖曲率半径决定的纳米焦点。针尖的天线效应将含有样品近场信息的干涉光反馈给HgCdTe检测器，然后通过设备控制器的信号处理模块，利用傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的纳米级局部红外吸收光谱图。 纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR测量单一蛋白质的红外近场显微光谱示意图 随后，研究团队利用纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR对由～500个氨基酸残基组成的单个蛋白质的酰胺I振动进行了表征。该单蛋白在空气气氛中制备于尺寸仅为4×4×8 nm的原子级平滑的金基底上。该金属性基底与设备针尖共同作用，为实验者提供了纯净的高阶信号，并通过针尖曲率半径所提供的几何特性，为表征提供了纳米级的空间分辨率。 单个蛋白的纳米傅里叶红外吸收成像及光谱图 该研究对于理解蛋白质功能和相互作用具有重要意义，并且为纳米级红外光谱在各个领域的应用开辟了新的可能性。该研究的成功代表我们向使用中红外光进行超灵敏和高分辨率的成像迈出了重要的一步。研究者所使用的纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR在分子生物学（用于精确蛋白质分析）、材料科学（用于纳米材料表征）以及医学诊断（用于识别疾病分子标记）等领域都开辟了多种应用。 参考文献： [1]. Nishida et al., Sub-Tip-Radius Near-Field Interactions in Nano-FTIR Vibrational Spectroscopy on Single Proteins, Nano Lett. 2024, 24, 3, 836–843
外泌体是包含了复杂 RNA 和蛋白质的小膜泡，是细胞间信号传输的载体。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体，它们广泛存在于血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁等体液中，参与细胞间通讯。近年来，外泌体的研究热度持续攀升，已成为当前生命科学和基础医学研究的一大热点，在 2023 年国家自然科学基金获批项目中，外泌体研究相关项目的总数近 390 个，立项的总金额突破 1.5 亿元。但由于外泌体的尺寸（ 30~200 nm ），常规的光学显微镜无法对其进行成像分析，因此很少有技术能够对单个外泌体进行物理表征和蛋白分型。 美国NanoView Biosciences 公司推出的全自动外泌体荧光检测分析系统 ExoView采用特殊的 SP-IRIS 成像技术，只需要少量样品即可一次完成外泌体计数、粒径、蛋白表达、蛋白共定位、亚群分布的分析。全自动外泌体荧光检测分析系统 ExoView 于 2018 年被推出后，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注，目前在全球已近 100 多个实验室采用该技术，发表文献超过 290 篇。在过去的 2023 年，使用 ExoView 发表的论文出现井喷性增长星空体育app下载，短短数月已经发表了超过 93 篇。近期，Akira Yokoi团队[1]利用该系统在卵巢癌外泌体研究领域取得重要进展，成果发表于高水平期刊《Science Advances》上。 全自动外泌体荧光检测分析系统 ExoView 系统 ■ 通过聚酮涂层纳米线识别高级别浆液性卵巢癌分泌的特异性外泌体 早期卵巢癌是最容易治疗的，但其很难被发现和诊断，因此开发新的诊断方法非常紧迫。癌细胞源性的外泌体 ( EV ) 具有特殊的蛋白质特征，其作为疾病生物标志物具有很好的前景。高级别浆液性卵巢癌 ( HGSOC ) 是上皮性卵巢癌的致命亚型。Akira Yokoi[1]等通过LC-MS/MS 分析来自细胞系或患者血清及腹水的小型 EV（sEV）和中型/大型 EV ( m/lEV ) 的 HGSOC 特异性膜蛋白，揭示了两种 EV 亚型均具有特殊的蛋白质组特征，其中 FRα、Claudin-3 和 TACSTD2 被鉴定为 HGSOC 特异性 sEV 蛋白。此外，研究人员为了使用简单易用的微流体装置分离 EV，开发了聚酮涂层纳米线 ( pNW )，可以有效地从生物流体中纯化 sEV。使用 pNW 分离的 sEV 的多重阵列检测对癌症患者具有特殊的可检测性并可监测其临床状态。总之，使用 pNW 的 HGSOC 特异性标记物检测方法可作为临床检测生物标记物的一个具有前景的平台。 其中，研究人员把样本分成四组，分别是两种癌细胞 ( CAOV3、 OVCAR3 ) 和两种非癌细胞 ( HOSE1 和 MTK )，并利用全自动外泌体荧光检测分析系统 ExoView 检测从四种细胞系分离出的外泌体。结果显示被 CD63 抗体捕获的 Claudin-3 阳性外泌体数量在各组之间几乎没有差异，而 FRα 和 TACSTD2 阳性外泌体更多存在于癌细胞组别中（ CAOV3 和 OVCAR3 ）（ 图1 ）。另外，与其他样品组对比，被 CD63 抗体以及 CD81 抗体捕获的 FRα 和 TACSTD2 阳性外泌体明显在 OVCAR3 细胞中更多（ 图1 ），荧光成像图对这个结论进行了佐证（ 图2 ）。图 1 ExoView 检测从癌细胞 ( CAOV3 和 OVCAR3 ) 以及非癌细胞 ( HOSE1 和 MTK ) 分离的外泌体的数量图 2 ExoView对癌细胞 ( CAOV3和 OVCAR3 ) 以及非癌细胞 ( HOSE1 和 MTK ) 分离的外泌体进行荧光成像分析 在上述这篇文章中，科学家借助美国 NanoView Biosciences 公司研发的全自动外泌体荧光检测分析系统 ExoView ，直接检测样本中的外泌体，无需纯化，操作简单。一次结果直接输出外泌体粒径，绝对数目，蛋白表型，不同亚群的含量、多色荧光成像图。总之，此篇文章有力地证明 ExoView 是外泌体检测的一大利器。服务推出至今，短短两年时间已经助力多个中国客户发表高水平文献！■ 南方医科大学在《Chemical Engineering Journal 》发表文章 ■ 南方医科大学珠江医院在《Bioengineering & Translational Medicine 》发表文章 ■ 上海大学在《Journal of extracellular vesicles 》发表文章 ■ 中国科学院深圳先进技术研究院在《Lab on a Chip 》发表文章 ■ 北京天坛医院、国家纳米科学中心、北京航空航天大学在《Advanced Science 》发表文章 ■ 同济大学附属上海市肺科医院、上海思路迪转化医学团队在《Journal of Nanobiotechnology 》发表文章 ■ 山东千佛山医院在《NANO LETTERS 》发表文章 ■ 陕西师范大学在《Food & Function 》发表文章 ■ 南京大学在《Frontiers in Cell and Developmental Biology 》发表文章 ■ 中山大学在《ACS NANO 》发表文章 ■ 北京理工大学在《Acta Pharmaceutica Sinica B 》发表文章 ■ 中南大学湘雅二医院在《International Journal of Nanomedicine 》发表文章 样机体验： 为了更好的服务中国客户，Quantum Design 中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要极少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据！欢迎各位老师垂询 参考文献：[1] Akira Yokoi …& Hiroaki Kajiyama. (2023) Identifying high-grade serous ovarian carcinoma– specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires. SCIENCE ADVANCES, 9, eade6958.
曾几何时，我们还推着源表、锁相、测量表的小推车辗转于多个设备之间。记得刚进入实验室时，面对一堆测量表的茫然和不知所措，只能口口相传地学习如何使用测量软件。我们也曾忙于整理错综复杂的接线，由于信号线过长，较容易受到干扰，无法测量。除此之外，学习LabVIEW编程，甚至使用LabVIEW实现锁相放大器和信号处理，也成了每个低年级同学上手测量的必经之路。 传统的测量系统 传统的电学输运测量和表征应用通常需要结合专用的直流和交流源表，并匹配对应的电压或电流测量表。在这种不同仪表和线缆的搭配中，往往涉及到各类仪器复杂的设置方案。通常在仪表和被测样品之间测量线缆较长，随着测量通道数的增加，如何将系统噪声降至最低并确保各个通道之间的频率同步，是一个巨大的挑战。幸运的是，M81的出现提供了一种采用高度同步的交直流信号源和测量模块，并利用远程模块来实现最佳灵敏度和噪声抑制的方案，能够更方便客户对样品的特性进行准确的表征。 M81同步信号源测量系统 MeasureLINK控制软件是Lake Shore专门研发的一款实验测量序列自动执行软件。它通过预先编写的实验测量序列，自动进行实验，同样，用户也可以通过简单的拖放操作，完成测量序列的编写，无需编程。该软件可以实时对收集的数据实现可视化处理，方便客户直观地对测量结果进行判断。此外MeasureLINK还能够与Quantum Design测量平台的MultiVu软件联用，读取和控制PPMS 等测量平台的温度、磁场环境，实现一站式的管理，简单易用。 Lake Shore MeasureLINK软件 MeasureLINK 测量界面 近日Quantum Design公司联合北京大学量子中心，量身定制了结合PPMS DynaCool 14T强磁场极低温测量环境的Lake Shore M81测量解决方案。该方案有望在二维材料器件，超导测量等应用领域发挥关键作用，为微小信号测量提供更加准确的结果。 Lake Shore特有的小信号锁相测量技术，能够实现0.2欧姆以下的电阻测量，特别适合对超导材料超导转变的测试，弥补了在使用SR830锁相时仍需串联使用50欧姆电阻等的测量问题。 M81超导锁相相关小电阻测量 MeasureReady M81-SSM系统采用模块化设计，并利用MeasureSync特殊的信号同步技术实现信号源模块和测量模块的所有通道高达100kHz的信号实时同步。利用MeasureSync技术M81系统可以在同一时间对所有通道进行采样，确保在相同条件下对被测器件或样本进行测试，获得一致性的数据。 MeasureSync特殊的信号同步技术 M81主机是M81 SSM系统的核心。根据订购的型号，仪器支持 2、4 或 6 个通道，分别包括 1、2 或 3 个信号源和 1、2 或 3 个测量单元。每台 M81 仪器可管理 1 至 3 个信号源通道和 1 至 3 个测量通道，以便在单个测试序列中测试多个被测器件或样品，而不会因线路复杂化和信号切换造成信号劣化。此外还可以将多台仪器组合起来，进一步提高信号源和测量通道的能力，而不会降低模拟性能，同时利用 MeasureSync 对系统内所有信号通道进行定时同步。 M81采用主机与模块的搭配方案 该主机以 MeasureReady 仪器平台为基础，采用图形化触摸屏界面进行编程控制和监测。其符合人体工程学设计的前面板具有 TiltView 显示屏，无论是在工作台上还是安装在机架上，都能获得更佳的可视性。它还支持标准 LAN、USB 和 GPIB 通信。M81主机 M81-SSM采用主机和模块搭配使用的方案，一个主机可以同时扩展至多3个源表模块以及至多3个测量模块，每个模块均可以适配直流以及最高100kHz的测量范围。具体有以下模块可供选择：1. VM-10 电压测量模块 该模块提供分辨率从低纳伏到 10 V 的直流至 100 kHz 电压测量，包括振幅、相位和谐波检测功能。专有的无缝量程技术允许在增减量程时进行连续测量。 VM-10 电压测量模块2. CM-10电流测量模块 该模块可在直流至 100 kHz 范围内，以接近零的输入偏移电压测量 fA 至 100 mA 的电流，包括幅值、相位和谐波检测功能。该模块还具有可配置的硬件和软件滤波功能。 CM-10电流测量模块3. BCS-10电流源模块 该模块提供 1 pA 至 100 mA 的可编程电流，最大符合 ±10 V 的直流输出至 100 kHz 正弦输出。BCS-10 源自 Lake Shore 业界领先的 372 型交流电阻电桥，采用差分或平衡设计，有助于减少或消除低温恒温器和其他研究设备中经常遇到的接地回路。它扩展了 372 型平衡源的功能，增加了可变频率和振幅编程能力，在保持出色噪声性能的同时，提高了灵活性。 BCS-10电流源模块4. VS-10电压源模块 该模块可提供 ±1 nV 至 ±10 V 的可编程电压，最大符合 100 mA 的直流至 100 kHz 正弦输出。VS-10 适用于栅极偏置、电压扫描 I-V 曲线剖析，以及需要高稳定电压并结合电流、电阻/电感和其他材料或电子器件测量的应用。 VS-10电压源模块不同的模块搭配也为不同应用场景提供了不同的解决方案，常见的测量搭配有： 二维材料，纳米线，有机半导体VS module + CM module, primarilyI-V特性曲线优势：低电压源噪声，低电流测量噪声金属-绝缘体相变，二维材料，超导材料BCS module + VM module交流电阻，表面电阻，交流霍尔 M81优势：交流电流霍尔：电阻和霍尔电压的同步测量； 在不同频率的超低温恒温器中同时测量多达三个器件光电二极管和光电晶体管CM module + occasionally VS module M81优势：可编程偏置电压源自旋输运DC/AC: BCS module + VM module M81优势：同步测量电阻、霍尔电压和谐波霍尔电压MIS结、约瑟夫森结、晶体管中的缺陷表征VS module + CM module M81优势：双 DAC 交流和直流电源热电材料、一维材料AC, BCS module + VM module M81优势：相位相关电流源，同步谐波检测 综合以上这些测量方案， M81-SSM 的强大功能不言而喻，能够为广大科研工作者提供表征多种测试结构（包括纳米结构、单层和多层原子结构、MEM、量子结构、有机半导体和超导材料）的超卓解决方案。
近日，国务院印发了《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，要求“到2027年，工业、农业、建筑、交通、教育、文旅、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上”。在设备实施更新行动中，更明确指出：推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。Quantum Design中国积极响应政策要求，提供世界范围内全新优质设备以及全面升级的技术解决方案，助力本次更新行动更加顺畅、高效地进行！全新多功能单细胞显微操作系统 FluidFM OMNIUM单细胞水平对细胞进行显微注射、提取、分离以及细胞粘附力测定功能；活细胞单细胞测序的利器！国内典型客户：北京大学、西湖大学、同济大学等。新一代单细胞可视化分选培养系统 isoCell创新性的GRID技术结合微流控，不仅可以可视化的分选目的细胞，还可以对目的细胞进行培养，100%的单细胞分选率，大大提高干细胞筛选效率！全新长时间高分辨类器官光片显微镜 LS2亚细胞器尺度对活细胞或类器官进行长时间成像，通量高、光毒性低，成像深（300 μm），成像时间长（长达几周）；发表CNS主刊多篇。多模态超分辨荧光红外显微成像系统 LS-mIRage采用全新的热膨胀红外测量技术（O-PTIR），能够做到真正的环境友好，能够在溶液中直接分析细胞、组织、材料表面的红外光谱。典型客户：清华大学分析测试中心、北京师范大星空体育app下载学。生物型多功能台式透射电子显微镜 LVEM25E集透射模式（TEM），扫描透射模式（STEM）、扫描模式（SEM）等多种成像模式于一体的台式透射电子显微镜，功能强大，简单易用，易于维护。大视野单分子超分辨模块 SAFe 360SAFe 360是一款基于单分子定位技术的显微成像（SMLM）的超分辨模块。能够搭载在绝大多数的倒置显微镜上，可以实现X/Y/Z三个方向都是15 nm的分辨率。新一代小动物活体自由基成像系统 TM600采用突破性的新一代高速电子顺磁共振（EPR）成像技术，能够对小动物体内的自由基、氧分压等指标进行活体成像。具有分辨率高、高敏感度、高采集速度等特点。非常适合监测生物体内的氧分压，氧化还原态，氧化应激和pH等参数，并能够重构出三维图像。全自动外泌体荧光检测分析系统 R200全面的外泌体表征信息，包括外泌体粒径大小、计数、分布、携带蛋白表达、生物标志物（CD9，CD81，CD63等）共定位等，样本无需纯化，无需超离。
近日，国务院印发了《推动大规模设备更新和消费品依旧换新行动方案》，要求“到2027年，工业、农业、建筑、交通、教育、文旅、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上”。在设备实施更新行动中，更明确指出：推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。Quantum Design中国积极响应政策要求，提供世界范围内全新优质设备以及全面升级的技术解决方案，助力本次更新行动更加顺畅、高效的进行！低温物理Lake Shore低温探针台系列（NEW）主要用于电学、磁学、微波、THz、光学等多种测量，可以根据客户需要，选择不同的温度和磁场配置。Lake Shore 新型M81-SSM同步源测量系统（NEW）M81-SSM（同步源和测量）系统消除了多种特定功能仪器安装的复杂性，一台仪表可提供源、测量和锁相功能，可进行各种高精度的电学测量功能。Lake Shore 全新M91快速霍尔测试仪（NEW）采用全新的FastHall测量专利技术，在测量过程中无需翻转磁场，尤其是在使用强磁场超导磁体或测量极低迁移率材料时，可以实现更快、更精确的测量。Lake Shore霍尔效应测试系统（NEW）通过不同测试选件，可以选择15 K至1273 K温度环境，测量0.5 µΩ~200 GΩ的电阻，确定载流子浓度和载流子迁移率与温度的关系等。最新一代磁学测量系统MPMS3可进行电学和各种磁学测量，测量快速方便，磁测量精度维持10-8emu顶尖水平。全新一代完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool提供9、12、14T多种型号超导磁体，无缝衔接50mK稀释制冷机，提供电学、磁学、热学多种测量方案。多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统低温强磁场，兼顾VSM、各向异性磁阻测试，铁磁共振测试等。全新一代低温强磁场拉曼显微镜（NEW）极低温强磁场Raman扫描成像；0.12 nm极低震动；1.65K-300K，9T-12T&矢量磁场。attoDRY 新型低温强磁场无液氦扫描探针显微镜系统无液氦超低震动（0.12 nm）；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场；兼容MFM/CFM/RAMAN/NV色心等模式测量。attoDRY2100无液氦低温强磁场CFM系统0.12 nm极低震动；1.65K-300K，9T-12T&矢量磁场，配备各种低温消色差物镜，NA大于0.8。全新低温强磁场原子力/磁力/扫描霍尔显微镜20-50 nm空间分辨率；无液氦超低震动（0.12 nm）；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场。无液氦低温STM/qPlus显微镜系统无液氦低温10K AFM/qPlusAFM系统；全温区实现原子级分辨图像；与UFO腔体/MBE/PLD/LEED/APERS真空互联。低温强磁场磁共振显微镜极低温强磁场下的NV色心测量；无液氦超低震动；温度和磁场：1.65K-300 K，9T,12T,矢量磁场；集成低温物镜。低温光学新型10K低温s-SNOM&nano-FTIR系统10K全自动干式高线 nm空间分辨 s-SNOM和nano-FTIR；兼容红外到THz波段光源。超精准全开放强磁场低温光学研究平台 Opticool兼具7T磁场、1.7K低温、超低震动、自由光路、近工作距离，可进行MOKE、RMCD、Raman、PL等光谱测量。全新系列Janis低温恒温器（NEW）Janis提供多种多样的低温恒温器，最低温度至1.5K，大范围的样品温度能适用于大部分的科研实验。根据不同需求，可以选择样品处于真空环境或交换气体环境中。超精细多功能无液氦低温光学恒温器5 nm超低震动，10 mK温度稳定性，自由光路，大数值孔径，电学通道，配置灵活。材料表征新型台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES（NEW）XAFS和XES两种测量模式；常规实验室环境使用, 无需同步辐射光源; 集成各种原位反应池。新一代台式高精度易用型X射线单晶定向系统 （NEW）用于晶体定向测试，操作简单，测试快速，配备六轴样品台。新型小而轻的便携式X射线残余应力分析仪单角度一次入射，快速、准确获得残余应力。新型塞贝克系数/电阻测量系统热电材料性能评价的经典设备。全新一代热电转换效率测量系统最大温差500℃，测试热电器件的转换效率/发电量。小型热电转换效率测量系统适用于小模块热电器件的测量，可测单一样品。Lake Shore全新一代振动样品磁强计（NEW）全新一代的8600系列VSM，具有超高的灵敏度和超快的采集速度，可以满足各类磁学测量。产品设计方面也进行了升级，软件功能更强大，设备操作更简单。全新磁光克尔效应系统10-12emu灵敏度，单条回线s内可以获得，适合微区磁滞回线和磁畴观测。石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统（NEW）大圆晶样品非接触无损测量；载流子迁移率, 散射时间, 浓度分析；电导率和电阻率分析。表面成像全新AFM/SEM原位联用多功能显微镜-FusionScope（NEW）集成多种AFM、SEM和EDS功能，实现材料二维和三维的形貌、成分分析、力学性能、电学性能，磁学性能表征。新型低电压台式透射电子显微镜-LVEM55kV加速电压，多种成像模式；高亮度、高对比度、体积小巧；操作简单，维护成本极低。小型低电压透射电子显微镜-LVEM25E10-25kV加速电压，多种成像模式，配有EDS；高亮度、高对比度、分辨率高；操作简单，维护成本极低。nGauge便携式芯片原子力显微镜（NEW）小巧易用，三次鼠标点击可得到纳米级形貌，性价比高，满足各类样品纳米尺度快速表征的需要。光谱表征新型非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统500 nm分辨红外和拉曼显微成像；无损反射式测量+透射测量；红外+拉曼同步测量。全新一代纳米空间分辨超快光谱和成像系统（NEW）超高空间分辨和时间分辨同时实现探测；空间分辨率20-50 nm，Pump光源时间分辨可达50 fs。新型10nm分辨散射式近场光学显微镜10 nm空间分辨率近场光学成像与光谱测量；特殊高阶解调背景压缩技术，兼容可见光、红外、超快和太赫兹。THz-SNMO太赫兹近场光学显微镜实现纳米级THz成像和光谱学测量；兼容宽带和单频THz信号 ；复杂材料中的电学测量。新型纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR10 nm空间分辨率的纳米傅里叶变换红外光谱；灵敏度高，适应于有机、生物、化学等材料高精度鉴别。新型全共线多功能超快光谱仪（NEW）一套设备、一束激光实现三种超快光谱探测：瞬态吸收光谱TAS、相干拉曼光谱ISRS、多维相干光谱MDCS。样品制备与微纳加工小型台式无掩模光刻机Microwriter无需掩膜板，结构小巧紧凑；高分辨率（0.4 μm）；适应于MEMS、微流控、芯片等纳米结构制备。新一代高性能激光浮区法单晶炉（NEW）温度梯度优化方案，温度反馈控制，最高温度3000°C。3000℃新型高温高压光学浮区炉最高温度3000°C，最高压力300bar，可生长多种单晶样品。高精度光学浮区法单晶炉高效镀金椭球反射镜，占地面积小，操作简单。全新台式三维原子层沉积ALD系统多片基片/批量粉末制备；温度条件精确控制；小巧机身设计：75x56x28 cm。全新一代台式高性能多功能PVD薄膜制备系列（NEW）金属有机物热蒸发、磁控溅射、共溅射、反应溅射、配置灵活、功能齐全、智能控制。新型台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列（NEW）可快速制备石墨烯的小型CVD系统，最快30分钟即可完成整个过程，完备的智能、安全性设计。全新台式超精准二维材料等离子软刻蚀系统（NEW）超高精准刻蚀，可逐层刻蚀石墨烯，可制造面内缺陷，可对清洗石墨基材表面。新型离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®（NEW）通过离子束工艺来调控薄膜和异质结构，可用于半导体工艺，以及MRAM、斯格明子，磁性隧道结等多种磁性研究。化学科学新型非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统500 nm分辨红外和拉曼显微成像；无损反射式测量+透射测量；红外+拉曼同步测量。新型台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES（NEW）XAFS和XES两种测量模式；常规实验室环境使用, 无需同步辐射光源; 集成各种原位反应池。新型台式科研用无液氦核磁共振波谱仪高分辨率（0.32Hz）、高灵敏度（30:1）无液氦核磁，采用特殊先进的信号探测技术，可实现1H/13C/19F/23Na/29Si/31P/11B/7Li/119Sn等杂核探测。新型原位空间分辨催化反应器（NEW）原位即时空间分辨光谱（Operando Spectroscopy）对催化反应动力学监测，可视化测量物质在反应器不同位置的实时状态。新型纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR10 nm空间分辨率的纳米傅里叶变换红外光谱；灵敏度极高，适应于有机、生物、化学等材料高精度鉴别。
低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman是由国际知名低温显微镜领域制造商attocube systems AG公司与拉曼显微成像创新公司WITec GmbH联合研发推出的。该低温拉曼成像系统集成了attocube公司领先的低温恒温器和纳米定位器技术，以及WITec公司系列显微镜的高灵敏度和模块化设计，实现了极低温拉曼成像在强磁场中的高效应用，并且将拉曼成像的空间分辨率带到极限，非常适合在低温强磁场等极端环境下进行多种新物理特性的研究。设备推出至今，已帮助全球多个课题组取得了突出科研成果。 图1. 低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman设备图。设备集成attoDRY2100低温强磁场系统与拉曼显微镜。 超发射范德华异质结构 范德华异质结构（vdWh）具有各种技术上有用的光电子特征，其中，异质结由多层六方氮化硼（hBN）夹在过渡金属二硫族化物（TMD）的单层之间组成。Martin Kalbac（捷克科学院，捷克共和国）课题组通过低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman测量光致发光，证明在温度低于15K时，对声子数量有强烈的抑制。随后，激子以vdWh的从头到尾的方式自组装成有序阵列，集体振荡并相干辐射，即使在极低的泵浦强度下也是如此。因此，超发射vdWh是研究多体相关性的绝佳体系。 图2：cryoRaman观测异质结中的荧光光谱成像数据。温度4K，532 nm激光激发，760 nm附近尖锐峰值的积分强度的空间分布。 参考文献【1】：Golam Haider et.al, Superradiant Emission from Coherent Excitons in van Der Waals Heterostructures, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102196。 稀土钙钛矿的磁模式：磁场相关的非弹性光散射研究 本质上惰性的稀土钙钛矿，如LaAlO3，可以通过引入某些阳离子或空位而转变为光学和磁活性材料。Venkatesan教授（新加坡国立大学）和 于霆教授（新加坡南洋理工大学）等人通过低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman和 attoLIQUID1000 低温恒温器对几种不含磁性杂质的稀土钙钛矿进行了低温磁拉曼研究。测量结果揭示了带隙中存在具有磁自由度的缺陷态，表明适当的缺陷工程如何诱导轨道磁化，从而使稀土钙钛矿可用于新型磁性和磁光应用。 图3. cryoRaman观测LaAlO3晶体，在温度5 K时，不同拉曼峰随着磁场强度变化数据图。 参考文献【2】：W. M. Lü et.al, Long-range magnetic coupling across a polar insulating layer, Nature Communications 7 : 11015 (2016)。 微观复杂性的宏观表现 对于处于热力学极限的多体系统，微观层面高度复杂的相演化通常不会影响宏观相演化。因此，宏观物理量的测量不会产生重大的不确定性。然而，对于足够小的低于热力学极限的系统，微观层面的复杂行为可能在宏观上表现为突现行为。日本东京大学和日本 RIKEN新兴物质科学中心的Fumitaka Kakawa 和 Yoshinori Tokura 团队通过低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman的空间成像，研究了过渡金属二硫属化物 IrTe2 薄片相演化复杂性。此类研究与实际应用密切相关，因为当今的样品制造技术允许对固态纳米器件中的材料进行相控制。 图4：cryoRaman观测金属二硫属化物 IrTe2 薄片，拉曼扫描成像数据图。 参考文献【3】：H. Oike et.al, Real-Space Observation of Emergent Complexity of Phase Evolution in Micrometer-Sized IrTe2 Crystals, Phys. Rev. Lett. 127, 145701 2021。 用于探测石墨烯局部材料特性的磁拉曼显微镜 共焦拉曼显微镜与4 K 磁场的结合为研究和调整石墨烯和少层石墨烯中的电子-声子相互作用提供了机会。特别是，当朗道能级之间的能量匹配时，朗道能级之间的激发可以与拉曼有源长波光学声子（G-声子）共振耦合，从而产生磁声子共振（MPR）。如图5所示，在±3.7 T的磁场下出现了这种共振，并用箭头进行突出标记。耦合的细节取决于所研究的石墨烯层的各种材料特性。从MPR实验结果中，可以提取电子-声子耦合常数或载流子费米速度等器件参数。有趣的是，对于低载流子掺杂，费米速度显示了多体相互作用效应的特征。 图5：cryoRaman观测石墨烯与hBN材料，拉曼峰位会随着磁场变化而有变动。 参考文献【4】：C. Neumann et.al, Raman spectroscopy as probe of nanometre-scale strain variations in graphene, Nature Communications 6: 8429 (2015) 。 cryoRAMAN主要技术特点：☛ 应用范围广泛: 量子光学，PL/EL/ Raman等光谱测量☛ 以前所未有的分辨率和速度进行光谱成像☛ 每个像素点自动获取拉曼光谱，低波数与偏振测量☛ 空间分辨率：优于 1 μm☛ 无液氦闭环恒温器，变温范围：1.8K - 300K☛ 工作磁场范围：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁体可选)☛ 低温消色差物镜NA=0.82☛ 精细定位范围： 5mm X 5mm X 4.8mm @ 4K☛ 精细扫描范围：30 μm X 30 μm @4K☛ 可进行电学测量，配备标准chip carrier☛ 可升级到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、close loop scanning等功能 cryoRAMAN精彩数据展示： 图6. 温度2K下，不同强度磁场下，偏振拉曼光谱测量 图7. 变温荧光光谱测量
MicroWriter ML3是一款源自于剑桥大学的小型台式无掩膜直写光刻系统，由英国皇家科学院院士Russell Cowburn教授根据其在微米磁学，纳米技术和光学领域超过20年的研究经验设计而成。MicroWriter采用小巧紧凑(70cm x 70cm x 70cm)的一体化设计，适用于各种实验室桌面。它具有高度的灵活性，摆脱了掩膜板的束缚，还拥有高直写速度，高分辨率、全自动控制、可靠性高及操作简便等特点，可为微流控、SAW、半导体、自旋电子学等研究领域提供方便高效的微加工方案。 图1. 小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3 过去一年MicroWriter在中国区的用户在科研领域中取得了丰富的成果。根据谷歌学术的相关数据统计，2023年以中国高校和研究院所为第一单位发表在Nature Protocol、 Nature Materials、 Science Advance、 Nature Communication、 Advanced Science、 Advanced Materials、 Advanced Functional Materials、 Nano Letter等SCI文章共50余篇。相关研究主要涉及微流控芯片、功能器件和新型材料等领域。在微流控领域的研究中，MicroWriter主要用于病毒快速检测，可穿戴柔性血糖监控，外泌体检测，和细菌检测等微流控器件的制备。在功能器件方面，MicroWriter被用于各类传感器的制备，例如有害气体传感器，应力传感器，压电传感器，免疫传感器，光电传感器，磁学传感器，化学催化传感器和压电声学传感器。此外，MicroWriter还被研究人员广泛地用于制备大规模二维材料场效应器件，量子霍尔效应器件，Micro LED和存储器件。在新材料和基础研究方面，MicroWriter常被用于材料的NV色心研究、二维材料的霍尔效应研究、二维材料的新型光电性能研究以及具有高介电常数的新型绝缘材料等相关研究。这些优秀成果充分证明了Microwriter的强大功能和广泛的适用性。下文我们根据2023年中国区MicroWriter用户所发表的文章来介绍MicroWriter的特色功能。 MicroWriter光刻精度 MicroWriter拥有0.4 μm，0.6 μm，1 μm，2 μm和5 μm多个曝光镜头，以满足科研的不同需求。图2展示了从0.6 μm到5 μm镜头所曝光的不同尺寸的微纳结构。图3展示了用0.4 μm镜头所曝光的点和线. MicroWriter用0.6微米到5微米镜头所曝光的不同尺寸的微纳结构 图3. MicroWriter用0.4微米镜头所曝光的点和线的阵列 为了同时保证光刻的精度和速度，MicroWriter拥有组合曝光功能，使用较低精度的镜头去曝光大面积图案，对精度要求较高部分则可用精度较高的镜头完成曝光。图4是利用组合曝光功能所获得的光刻图案，其中大尺寸结构的曝光是用2 μm镜头完成，小结构的曝光是用0.6 μm镜头完成。 图4. 利用MicroWriter组合曝光功能所制备的光刻图形 利用上述功能，2023年复旦大学相关课题组在Nature Materials上发表了在12英寸晶圆上制备MoS2集成电路的相关工作。图5为该工作利用MicroWriter所制备的微结构图形。 图5. 相关论文信息和利用MicroWriter在大尺寸晶圆上制备的微纳结构 为了保证大尺寸光刻团的连续性和质量，MicroWriter自带优化算法。开启后相邻直写区域的拼接处无明显痕迹，相关曝光图形的边缘质量也得以改善，如图6所示。 图6. MicroWriter相邻直写区域的拼接痕迹和曝光结构边缘的优化结果 MicroWriter套刻功能 在制备各类微纳器件的时候，往往需要在相应的位置制备电极，此时就需要高效且精准的对准功能。MicroWriter自带的虚拟掩模系统可以很好地完成相应的任务。如图7所示，在曝光前，就可以看到即将曝光图形的位置。如果位置不如预期，可以进行调整，直至符合预期为止。 图7. 虚拟掩模系统显示的曝光图形位置（左）和实际曝光位置（右） 运用虚拟掩模功能，南方科技大学相关课题组实现了多层二维材料所形成的异质范德瓦尔斯结构的套刻，并研究了相关的强光电效应，文章发表于Nature Communications。图8展示了该工作中使用MicroWriter所制备的电极。 图8. 相关论文信息和利用MicroWriter的虚拟掩模功能所制备的电极 多种光源 MicroWriter配有多种波长光源，可根据科研的实际需求进行光源的选择。对于微流控等领域通常需要用到负性光刻胶，如SU8。MicroWriter在制备负性光刻胶的相关结构方面也有着不俗的表现。图9中展示的是利用365 nm光源所制备的SU8负性光刻胶的微纳结构。 图9. MicroWriter的不同光源和制备的SU8负性光刻胶微纳结构 2023年上海中科院研究所相关课题组，利用MicroWriter制备了复杂的SU8微纳结构，然后再经过PDMS的倒模，制备出相应的微流控器件，用于微流控的动态监测。 图10. 相关论文信息和利用MicroWriter所制备的微流控芯片 其他功能 除上述功能外，MicroWriter还支持最高256阶的灰度光刻，帮助您轻松实现三维结构的制备。MicroWriter还支持在不同基底上进行光刻，例如玻璃基底和铬板基底，可以更加轻松、灵活的完成实验。 图11. MicroWriter的灰度光刻结构 图12. MicroWriter在玻璃和铬板基底上的光刻结果 总结 综上所述，MicroWriter能够很好地满足各类科研中制备微纳结构的需求，是研究人员的得力助手。在此，Quantum Design中国公司的MicroWriter团队预祝MicroWriter的新老用户在新的一年中取得更好的科研成果。团队将一如既往地提供高水平的售后和技术服务支持，为超过100个单位的200余台MicroWriter提供保障。感谢各位用户对MicroWriter的信任。
台式小型化设计25 KV低电压设计无需任何负染真实展现生物样品形貌TEM、SEM、STEM三种模式自由切换...... 图1. 低电压台式透射电子显微镜LVEM25 周围神经病（PN）是指周围运动、感觉和自主神经的功能障碍和结构改变所致的一组疾病，严重干扰着患者的日常活动和生活质量。采用PN动物模型来研究PN的发病机制与治疗方法是一种较好的科研手段，而周围神经病一直缺乏能够充分表征长度相关性神经损伤的动物模型。 有鉴于此，近日意大利米兰神经科学中心的Guido Cavaletti与Paola Alberti团队使用神经传导研究与电子显微镜观察相结合的模式研究了轴突周围神经病变动物模型中大鼠腹尾神经的形态功能特征，文章以Morpho-Functional Characterization of the Rat Ventral Caudal Nerve in a Model of Axonal Peripheral Neuropathy为题发表在MDPI期刊中。 LVEM25低电压台式透射电子显微镜观察离体尾神经的成像结果显示，在PN动物神经的最近端部分（下图A），大多数神经纤维仍显示正常外观，而在神经中部（下图B），变性轴突清晰可见。在神经的最远端部分（下图C），PN动物表现出严重的轴突损失，以及轴突病变的一些残留迹象，这与我们之前基于长期 PTX化疗的PN模型的研究结果一致，我们观察到细胞从神经内膜血管迁移到神经内膜，这些细胞很可能成为浸润性巨噬细胞 （下图D）。 图2. 在周围神经病变 (PN) 组中观察到的神经长度依赖性损伤的代表性图像。 (A)：尾巴根部的图像。 (B)：尾巴中部的图像。 (C)：尾尖处的图像。 (D)：单核细胞离开血管区室，成为远端部分之一的组织巨噬细胞。 该研究中，研究人员使用透射电子显微镜对大鼠腹尾神经轴突进行形态学观察来评估神经损伤程度。在传统神经生物样品研究中，透射电子显微镜需要对切片进行负染，负染过程本身可能对生物样品造成损伤；且对不同的神经生物样品，染料的种类、浓度、负染时间均需要进行预实验来进行探索，造成了整个实验流程的复杂化。在本研究中，研究者使用的LVEM25低电压台式透射电子显微镜无需负染，可直接对神经样品进行观察，更加真实地展现了神经样品的形貌特征。 LVEM25低电压台式透射电子显微镜采用25kV低加速电压设计，对生物样品不会造成任何损伤，无需负染，也无需复杂的冷却、真空系统，且小型台式设计可以放置在任意实验室内，摆脱了传统透射电镜的成像难题，提高了样品成像的衬度/反差（见上图）星空体育app下载。 数据展示： PTX处理前对全部的大鼠进行全尾长度的NCS检测以确定检测基线 cm处，以此类推。所得结果如下： 图3. NCS检测基线 化疗处理结束时，从尾部基部开始进行NCS检测，在PN动物中记录C0后立即观察到以SNAP 振幅显着降低为代表，与轴突损伤相一致的数据变化。当我们从近端到远端进行连续记录时，观察到神经损伤的严重程度随长度而增加。损伤严重程度逐渐向远端增加，直至所有PN动物中在 C8 均未记录到任何数据。（见下图左）。通过观察 CTRL 动物尾部的解剖结构可以发现， PN组表现出相同的特性，对侧尾静脉的仔细检查没有发现对静脉给药有任何局部反应，证实 PN 动物的轴突病变不是由局灶性神经损伤引起的，而可能是由重复静脉给药导致的神经毒性药物的全身神经毒性作用（见下图右上）。从尾部中部开始从近到远，可以看到明显的轴突损伤和轴突损失以及退化的神经纤维。在神经的最远端部分，轴突变性非常严重，以至于只可见变性纤维的残余物，这与 NCS 实验可记录数据的缺失现象相匹配（见下图右下）。 图4. NCS检测数据及显微图像 结论： 综上所述，通过广泛的形态学表征证实，尾神经的神经生理学研究是评估轴突动物模型的可靠技术。当预期（或观察到的）实验结果与损伤严重性密切相关时更应考虑使用鼠尾检测神经损伤严重程度。因此，在未来的研究中，为尾中部可能被认为是检测轴突损伤的理想部位，轴突损伤的严重程度适当，既不像尾尖那么严重，也不像尾部基部那么轻微。 LVEM25技术特点： 高衬度：低能量电子对有机分子产生更强烈的散射，具有更高对比度。无需染色：突破以往生物/轻材料成像需要重金属染色的局限性。高分辨率：无染色条件下能够达到1.0 nm的图像分辨率。多模式：LVEM25能够在TEM、STEM模式中自由切换。高效方便：线分钟，空间小，环境需求低。易操作且成本低：友好智能化操作界面，低耗。
