勀杰科技團隊 譯

提升透射電鏡在嚴(yán)苛環(huán)境下的極限分辨率。

當(dāng)電子顯微鏡需要使用較高倍率的操作時，其性能可能受各種外部環(huán)境因素影響，像是振動、溫度變化等等，這些環(huán)境干擾限制了電子顯微鏡影像的質(zhì)量和分辨率。其中，磁場干擾更是常見且難以糾正的問題，通常會需要將精密儀器設(shè)置在不影響實驗室工作流程的「較無干擾」位置。幸運的是，可以使用主動消磁系統(tǒng)來改善外部環(huán)境的磁場干擾問題，以讓電子顯微鏡在具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中，也能生成高分辨率的影像。湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的郭金明教授將于此案例分享Spicer Consulting的主動式雙消磁系統(tǒng)2X SC24如何協(xié)助原子等級的鐵電材料研究。

鐵電材料是一種介電質(zhì)，在脫離外加電場影響后仍保持極化狀態(tài)，經(jīng)常用于從能量轉(zhuǎn)換到存儲數(shù)據(jù)等各種應(yīng)用中。湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的鐵電研究項目，主要就是在理解這些物質(zhì)其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)聯(lián)。郭教授解釋：「我們使用透射電子顯微鏡（TEM）以原子尺度來研究鐵電材料，以深入了解造成它們獨特特性的關(guān)鍵機制。例如，使用TEM來確定鈦酸鹽單元格中的極化方向，以及在這些結(jié)構(gòu)中發(fā)生的皮米級離子交互作用。這種微小變化僅能在儀器的最高放大倍率和最高分辨率下才能檢測到。」

然而，該實驗室鄰近一個復(fù)雜的道路網(wǎng)，距離電鏡安裝場地方圓70米的范圍內(nèi)，包含一條繁華的大道、地鐵7號線，以及車流量大的高架橋，三者影響疊加，形成嚴(yán)重的磁場梯度變化，導(dǎo)致電子顯微鏡影像失真。郭教授補充：「實驗室內(nèi)的Thermo Scientific? Spectra 300 TEM可承受磁場范圍需在20nT以內(nèi)，但地鐵產(chǎn)生的磁場幾乎高達4,000nT，遠超過設(shè)備可接受的限制。強烈、不均勻且隨時變化的磁場嚴(yán)重損害影像質(zhì)量，使得研究過程變得艱難。盡管可用被動屏蔽針對交流磁場提供一定程度的保護，但我們?nèi)杂蟹浅４蟮闹绷鞔艌龈蓴_問題需處理?！?/span>

在選擇 Spicer Consulting的主動式雙消磁系統(tǒng)2X SC24之前，湖北大學(xué)也考慮了多家供應(yīng)商的解決方案。 「將2X SC24與其他系統(tǒng)進行比較，我們認(rèn)為它的消磁效果最能克服此實驗室的嚴(yán)苛環(huán)境條件。此外，Spicer Consulting 在中國的總代理-勀杰科技所提供的專業(yè)建議和服務(wù)，也讓我們非常放心。」郭教授補述選擇此一解決方案的原因。

「在Spectra 300 TEM上安裝了2X SC24主動雙消磁系統(tǒng)后，外部干擾已經(jīng)明顯改善。透過四顆磁場探頭所取得的資料，可見在高度3公尺至0.5公尺范圍內(nèi)不論是X、Y、 Z方向其數(shù)值皆低于20nT。故Spectra 300 TEM可不受磁場干擾影響，而能以最高倍率運作、取得分辨率影像。2X SC24主動式雙消磁系統(tǒng)非常易于使用，在啟動消磁的前后可以明顯比較出成像品質(zhì)差異。更重要的是，只要一通電話即可取得專業(yè)咨詢與協(xié)助。我們絕對推薦2X SC24系統(tǒng)給任何有磁場干擾問題需解決的單位?！构淌跒榇颂捉鉀Q方案下了一個總結(jié)。

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