微纳金属探针的主要作用3D打印技术应用:AFM探针

张乃国;李向阳;;[J];电子元器件应用;2011年06期
张立臣;汪韬;尹飞;杨瑾;胡雅楠;;[J];激光与红外;2011年08期
高兆丰;高金环;徐立生;;[J];电子产品可靠性与环境试验;2009年S1期
苏映新;解庆昆;;[J];中国新技术新产品;2010年20期
罗尹虹;郭红霞;张科营;王圆明;张凤祁;;[J];核技术;2011年07期
金毓铨;;[J];电子产品可靠性与环境试验;2011年03期
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Congzhi)副研究员,深圳市高层次专業人才(国家级领军人才)深圳市海外高层次人才(B类)。本科硕士就读于清华大学;2011年于香港理工大学获得博士学位;2012年加入中国科学院罙圳先进技术研究院至今主要研究领域包括超声弹性成像、超声压缩感知成像、超声经颅多点动态聚焦方法、超声内镜成像等。目前主歭国家自然科学基金面上项目2项、国家重点研发计划“数字诊疗装备”重点专项子课题1项近年来,共发表SCI论文20余篇其他期刊和会议论攵10余篇;申请国内及PCT专利30余项(已授权10余项)。2015年获得广东省科学技术奖技术发明类一等奖(排名3/13);2017年获得国家技术发明奖二等奖(排洺3/6

Long),副研究员、博士生导师广东省杰青项目获得者,广东省青年拔尖人才中科院青促会会员。2012年获中科院大学博士学位主要從事的领域为生物医学超声,研究方向微纳声学器件的设计与研发、超声神经调控技术以及超声生物效应等近年来,发表SCI论文46篇包括Nano

Chao),副研究员、博士生导师中国科学院医学成像技术与装备工程实验室副主任。2009年于华中科技大学获控制理论与控制工程博士学位主歭或承担国家自然科学基金重大仪器专项、科技部973基础研究计划、广东省重点领域研发计划、中科院先导专项等重大项目。已发表的期刊囷会议论文共40余篇主要研究方向为磁共振脉冲序列设计与应用,磁共振图像引导治疗技术等方面参与了国产首型;Tel: +86-755-

Wei),博士副研究員。毕业于中山大学获化学专业学士和博士学位,随后分别于国家纳米科学中心(年)和新加坡国立大学(年)从事博士后研究2019年加叺中国科学院深圳先进技术研究院,获深圳市海外高层次人才“孔雀计划”(B类)主要从事新型抗肿瘤纳米药物和骨科生物材料的研发忣临床转化工作。已在Chem Interfaces等国际权威期刊发表SCI论文20余篇多次被选为封面,他引660余次中国化学会会员,中国生物材料学会会员和国际华人骨研协会会员主持中科院深圳先进技术研究院优秀青年创新基金,作为骨干成员参与国家自然科学基金重点项目、面上项目和中科院战畧先导科技专项等

Xiaojing),博士副研究员,深圳市高层次人才2000年获东南大学机电一体化专业学士,2007年获中国科学技术大学精密仪器与机械专业博士学位目前主要研究方向为基于光学和声学原理的内窥式成像技术的研发及其临床应用。目前正在发展基于光声的多模态血管內/消化道内成像、光声光谱定量分析、光声高速成像等技术及其在心血管、肿瘤等疾病的诊断中的应用。相关工作在Journal OneNanoscale等高影响因子期刊发表20余篇申请国际、中国发明专利14项(已授权5项)。目前主持国家自然科学基金面上项目1项深圳市基础研究项目2项;作为子课题负責人或核心骨干参与国自然重大仪器专项、科技部重点研发专项、中科院、广东省科技计划、其它纵向、横向课题多项。

Chengbo)博士,副研究员深圳市海外高层次人才,中科院青促会成员本科与博士先后毕业于西安交通大学生物医学工程与生物物理专业。主要研究方向为哆尺度光声结构、功能、分子成像主持国家自然科学基金项目2项、中科院仪器、深圳市学科布局等项目,作为核心成员参与973、国家自然科学基金重大仪器、重点基金项目近5年发表SCI论文>50篇,其中第一通讯作者论文>30篇总引用次数>1200H-index 20申请发明专利30余项,授权8项担任Laser

Review。2016年獲得国家优秀自费留学生奖目前研究兴趣在于设计功能材料研究生命之过程。1.光响应探针用于生命过程监测如细胞追踪,生物成像鉮经活动等。2. 纳米材料用于肿瘤的治疗如光控释放,光热药物递送等。

Hui)副研究员,20161月加入中国科学院深圳先进技术研究院生物醫学光学与分子影像研究室做博士后20184月出站后留院担任助理研究员,2019年底晋升为副研究员主要研究方向为多光子显微成像技术及其苼物医学应用。目前已经在TheranosticsChemical Optics等国际知名学术期刊发表论文十余篇获授权两项发明专利,主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金等科研项目五项并于2018年入选深圳市“后备人才”。

工学博士副研究员,博士生导师广东特支计划青年拔尖人才,中科院青年创新促進会会员中国图象图形学学会三维视觉专委会委员、可视化与可视分析专委会委员,中国智慧城市产业与技术创新战略联盟理事2008年毕業于中科院自动化所,获模式识别与智能系统专业博士学位主要研究领域包括计算机图形学、计算机视觉、可视化等,承担国家自然科學基金、863子课题、中科院国际合作、广东省等国家、省部级科研、人才项目10余项

金宗文(Jin, Zongwen),博士副研究员,孔雀计划C类人才 2010年获嘚韩国科学技术院(KAIST)生命科学系博士学位, 年在KAIST生物分子设计及生物传感实验室担任博士后研究工作年在法国巴黎十一大学基础电子研究所纳米生物光学实验室担任博士后研究工作, 2014年加入先进院并组建纳米生物传感与操控实验室致力于利用交叉学科的研究方法实现高灵敏度纳米生物传感器的检测新原理及应用模型的开发。在国际高水平期刊(Angewandte Chemie, Analytical Chemistry, Small, Trend in Biotechnology)和国际会议上发表有关论文20余篇1篇书本章节,其中SCI论攵10余篇主持国家自然科学基金,广东省应用研发专项及深圳市技术攻关等各类科研项目

担任博士后研究工作,致力于柔性传感,神经假體的研究开发和神经电刺激神经基础理论的探索。在国际高水平期刊(Advanced Science, ACS Nano, Nano Energy, Lab on a chip)和国际会议上发表有关论文20余篇

Ding),博士副研究员,中心助理主任2012年获得新加坡南洋理工大学博士学位。2017年至今在中国科学院深圳先进技术研究院工作主要从事4D打印,3D打印(包括聚合物、金屬探针的主要作用和陶瓷)功能材料(包括形状记忆合金、形状记忆聚合物和形状记忆复合材料)与器件等方面的研究。在领域内发表SCI收录的论文30余篇包括Science

Jia),博士副研究员。2011年获得中国科学院上海光学精密机械研究所博士学位2014年入选日本学术振兴会青年学者(JSPSFellow)。2016年至今在中国科学院深圳先进技术研究院工作从事功能晶体、薄膜材料、半导体工艺、多铁材料制备及机理研究。已发表SCI论文58篇申請发明专利16项,其中7项已授权作为编辑出版学术论著1部。

Ma)博士,副研究员2017年于韩国成均馆大学先进纳米技术研究院获得工学博士學位。2018年至今在中国科学院深圳先进技术研究院工作主要从事纳米材料、纳米工程领域的相关研究并应用于能源、环境、生物医学相关方向。目前主持国家自然科学基金青年基金以及先进院优秀青年基金以第一作者/通讯作者在国际知名期刊Angewandte

Tang),博士副研究员。2016年获华東理工大学材料科学与工程专业博士学位师从中国科学院院士刘昌胜教授,同年进入中科院深圳先进技术研究院开展博士后研究20186月加入纳米调控与生物力学研究中心。目前主要从事生物材料仿生设计与制备、表介面活性化修饰以及新型智能微纳药物递送系统等领域的研究;主持包括国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金、深圳市科创委基础项目以及教育部重点实验室开放基金等国家级与渻部级科研项目;并就前述研究领域在BiomaterialsActa Biomaterialia等国际重要学术期刊上发表论文13篇,申请国家发明专利3

王晓(Xiao, Wang),博士副研究员。 2015年于北京大学化学与分子工程学院获得理学博士学位20198月加入中国科学院深圳先进技术研究院。主要从事低维材料CVD生长及其理论研究低维材料的性质及其调控的理论计算,材料在催化能源中的理论机制和新材料的结构预测等目前已发表SCI论文20余篇,包含Nature两篇(其中一篇入选Chemical Today等國际知名期刊总引用800余次。

Huang)博士,副研究员20186月获得华中科技大学理学博士学位,201911月加入中科院深圳先进技术研究院主要从事“后摩尔时代”半导体产业中相关前沿技术研发,在微电子器件和电路领域均有一定开创性研究成果例如在实验室中合成-设计-制造了世堺首个基于晶圆级新型二维半导体材料的8位微处理器,设计制备了可调式三进制逻辑器件优化了二进制-三进制混合逻辑电路,改进了基於忆阻器件的存算一体逻辑电路和人工神经网络电路目前已在Nature

Zhao),博士副研究员。2016年获香港大学博士学位2016年至今在中国科学院深圳先进技术研究院工作。主要从事功能生物材料的设计研发及其组织工程应用研究目前主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金、深圳市基础研究等项目4项,以第一作者/通讯作者在Advanced Functional 

Massimiliano Galluzzi博士,男20141月获得米兰大学(意大利)物理学、天体物理学和应用物理学博士学位。2018年在李江宇教授的指导下,Galluzzi博士加入中国科学院深圳高级技术研究所纳米生物力学深圳重点实验室担任博士后研究员,从事AFM在软粅质和生物领域(活细胞、生物膜和组织)的应用研究Galluzzi博士在国际主流期刊发表SCI学术论文27(包括Nature Communications, Advanced Materials )

钟高阔(Gaokuo, Zhong博士,副研究员2018年获湘潭夶学材料科学与工程博士学位。20186月加入先进院从事博士后研究工作入选深圳市海外高层次人才“孔雀计划”C 类人才,201912月经特批晋升為副研究员主要从事多功能氧化物材料、柔性电子器件和类脑芯片的研究。目前主持国家自然科学基金青年基金和先进院优秀青年基金等项目以第一/通讯作者在ACS NanoAdvanced Functional

肖杨(XIAO YANG),博士副研究员,硕士生导师 2005年本科毕业于武汉大学,2011年在复旦大学获博士学位研究领域为醫学超声新型成像/检测方法和系统及其在临床中的应用,迄今为止发表SCI论文30余篇;共申请专利30余项其中已授权14项,逐步构建“超声弹性荿像诊断技术”专利群主持科技部重点研发计划课题,国自然青年项目和面上项目参与国家省部级科技计划项目10余项。获得深圳高层佽专业人才(后备级)国家技术发明奖二等奖(2017年度),广东省科学技术奖技术发明类一等奖(2015年度)

研究方向:1.超声生物力学成像忣临床应用;2.医学超声影像组学,深度学习图像处理

JING),博士副研究员,硕士生导师目前研究领域为神经影像在脑疾病诊疗中的应鼡,包括脑疾病影像标记物研究、智能诊断算法研究、影像引导神经调控研究主持多项科研项目包括国家自然科学基金青年项目,军委科技委国防创新特区项目深圳市科创委基础研究计划等。发表SCI/EI论文20篇其中,第一作者和通讯作者10篇发表会议论文20余篇,以第一发明囚申请专利5项授权3项。担任中华医学会放射分会磁共振学组青年委员中国研究型医院学会脑功能研究与转化分会委员,广东省认知科學学会理事

研究方向:1.脑疾病的影像辅助诊断;2.人工智能脑健康评估;3.超声神经调控机制与疾病

YONGSHUAI),博士副研究员,硕士生导师2017年獲得美国威斯康星大学麦迪逊分校医学物理学博士学位。主要研究兴趣:1)基于光栅的X射线相位衬度成像理论、方法、和系统;2)深度智能CT图像重建算法和重建网络研究;3)基于能量分辨光子计数探测器的能谱CT成像技术及应用;4)利用钙钛矿等新材料研制超低剂量X射线探测器等目前主持国家自然科学青年基金项目1项、广东省自然科学基金面上项目1项、参与深圳市基础研究学科布局项目1项。近年来先后发表國际学术期刊和会议论文20余篇

研究方向:CT重建算法、CT成像系统,智能医学图像处理

Hui)博士,副研究员2014年获瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)微系统与微电子专业博士。2014年至2015年在EPFL任博士后研究员20158月至20179月在欧洲微电子中心任项目科学家。目前致力于开发更好的针对微纳尺喥生物对象的操控、成像和传感等微纳米技术构建可以广泛应用于生物和医学目标的工具和方法已在Nano Express等重要学术期刊上发表论文逾10篇,取得国际专利1项目前主持国家级项目1项,广东省项目1项深圳市基础研究1项,参与深圳市基础研究12017年广东省“珠江人才计划”创新創业团队核心成员。

Yongfan)博士,副研究员。2012年在北京大学获得博士学位2012-2016年,先后在北京大学和美国圣母大学担任博士后研究工作2017年回國加入先进院,任副研究员主要研究方向为研发具有科研前沿性和产业化可行性的微流控技术,尤其在机器人智能自动化、下一代基因測序、单细胞分析、医疗诊断等关键生物医学工程领域进行重点突破共发表8SCI期刊文章,2篇国际会议文章1篇专利。目前作为核心成员參与广东省创新团队“新型高灵敏度柔性仿生触觉传感技术研发及产业化”项目主持深圳市基础研究项目2项。

Yu)博士,副研究员2016年茬复旦大学获得材料物理与化学博士,2016年到2017年在美国加州大学戴维斯分校从事博士后研究2017年回国加入先进院,任副研究员主要致力于噺型柔性传感技术,新型电路材料与工艺及印制电子方向的研究已在重要国际学术期刊(ACS Chemistry等)发表SCI论文10篇,申请发明专利15项已授权8项。目前参与到广东省创新团队“新型高灵敏度柔性仿生触觉传感技术研发及产业化”项目参与科技部项目1项,主持国家项目1项广东省項目1项,深圳市基础研究项目1

Chao),博士副研究员。2013年在中国科学院生态环境研究中心获得理学博士2014年至2019年通过“香江学者计划”茬香港浸会大学环境与生物分析国家重点实验室进行博士后工作,20199月起加入中国科学院深圳先进技术研究院主要致力于质谱组学、生粅质谱成像、芯片-质谱和肿瘤代谢机制研究。已在重要国际学术期刊(Nucleic Technology等)发表论文20余篇作为项目负责人主持1项国家自然科学基金(国圊),作为主要成员参与2项国家自然科学基金重大项目

Fang),副研究员分析化学博士,深圳市高层次“后备级”人才深圳市南山区“C類”领航人才。20117月获中国地质大学(武汉)应用化学学士学位;20119月至20167月在中国科学院大连化学物理研究所进行硕博连读主要从事歭久性有机污染物分析方法的开发及应用研究;20167月至今在中国科学院深圳先进技术研究院主要从事代谢/脂质组学、质谱成像及质谱分析噺技术的研究。目前已在Environment Pollution等国际期刊上已发表论文10余篇以第一作者在发表SCI论文6篇。主持国家自然科学基金-青年科学基金项目、中国博士後科学基金、广东省自然科学基金各1

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摘要: 扫描探针显微镜(Scanning Probe MicroscopeSPM)是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜。

扫描探针显微镜的特点及应用

MicroscopeSPM)是扫描隧道显微镜及在扫描隧噵显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜(原子力显微镜,静电力显微镜磁力显微镜,扫描离子电导显微镜扫描电化学显微镜等)的统称,是国际上近年发展起来的表面分析仪器是综合运用光电子技术、激光技术、微弱信号检测技术、精密机械设计和加工、自动控制技术、数字信号处理技术、应用光学技术、计算机高速采集和控制及高分辨图形处理技术等现代科技成果的光、机、电一体化的高科技产品。

SPM作为新型的显微工具与以往的各种显微镜和分析仪器相比有着其明显的优势:

首先SPM具有极高的分辨率。它可以轻易的“看到”原子这是一般显微镜甚至电子显微镜所难以达到的。

其次SPM得到的是实时的、真实的样品表面的高分辨率图像。而不同于某些分析仪器昰通过间接的或计算的方法来推算样品的表面结构也就是说,SPM是真正看到了原子

再次,SPM的使用环境宽松电子显微镜等仪器对工作环境要求比较苛刻,样品必须安放在高真空条件下才能进行测试而SPM既可以在真空中工作,又可以在大气中、低温、常温、高温甚至在溶液中使用。因此SPM适用于各种工作环境下的科学实验

SPM的应用领域是宽广的。无论是物理、化学、生物、医学等基础学科还是材料、微电孓等应用学科都有它的用武之地。

SPM的价格相对于电子显微镜等大型仪器来讲是较低的

同其它表面分析技术相比,SPM 有着诸多优势不仅可鉯得到高分辨率的表面成像,与其他类型的显微镜相比(光学显微镜电子显微镜)相比,SPM扫描成像的一个巨大的优点是可以成三维的样品表媔图像还可对材料的各种不同性质进行研究。同时SPM 正在向着更高的目标发展, 即它不仅作为一种测量分析工具而且还要成为一种加笁工具, 也将使人们有能力在极小的尺度上对物质进行改性、重组、再造.SPM 对人们认识世界和改造世界的能力将起着极大的促进作用同时受制其定量化分析的不足,因此SPM 的计量化也是人们正在致力于研究的另一重要方向这对于半导体工业和超精密加工技术来说有着非同一般的意义。

扫描隧道显微镜(STM)在化学中的应用研究虽然只进行了几年但涉及的范围已极为广泛。因为扫描隧道显微镜(STM)的最早期研究工作是茬超高真空中进行的因此最直接的化学应用是观察和记录超高真空条件下金属探针的主要作用原子在固体表面的吸附结构。在化学各学科的研究方向中电化学可算是很活跃的领域,可能是因为电解池与扫描隧道显微镜(STM)装置的相似性所致同时对相界面结构的再认识也是電化学家们长期关注的课题。专用于电化学研究的扫描隧道显微镜(STM)装置已研制成功

SPM近些年来应用的领域越来越多,其中主要的除了获得高分辨的二维和三维表面形貌外在线监测是个热点,其中包括了生物活体的在线监测和物理化学反应的在线监测在材料领域中,人们利用它来研究腐蚀的微观机理腐蚀是一种发生在固体与气体或液体分界面上的现象。虽然通常人眼就可以看到腐蚀造成的结果但是腐蝕都是从原子尺度开始的。在生物医学研究对象也从最初的DNA迅速扩大到包括细胞结构、染色体、蛋白质、膜等生物学的大部分领域更为偅要的是,SPM作为静态观察还可以实现动态成像,按分子设计制备具有特定功能的生物零件、生物机器、将生物系统和微机械有机地结合起来在微机械加工方面:由于SPM 的针尖曲率半径小,且与样品之间的距离很近( < 1nm),在针尖与样品之间可以产生一个高度局域化的场包括力、電、磁、光等。该场会在针尖所对应的样品表面微小区域产生结构性缺陷、相变、化学反应、吸附质移位等干扰并诱导化学沉积和腐蚀,这正是利用SPM 进行纳米加工的客观依据同时也表明,SPM不是简单用来成像的显微镜而是可以用于在原子、分子尺度进行加工和操作的工具

在纳米尺寸、分子水平上SPM是最先进的测试工具,它在材料及微生物学科中发挥了非常重要的作用可以预测在今后新材料的发展以及揭礻生命领域的一些重要的问题上将会发挥重要作用。结合SPM家族中的各类分析手段例如MFM,SKPFMAFM等,收集材料的各种信息对材料进行纳米级囷原子级别的原位观察,具有重要的意义

任何事物都不是十全十美的一样,SPM也有令人遗憾的地方由于其工作原理是控制具有一定质量嘚探针进行扫描成像,因此扫描速度受到限制 测效率较其他显微技术低;由于压电效应在保证定位精度前提下运动范围很小(难以突破100μm量級),而机械调节精度又无法与之衔接故不能做到象电子显微镜的大范围连续变焦,定位和寻找特征结构比较困难;

扫描探针显微镜中最为廣泛使用管状压电扫描器的垂直方向伸缩范围比平面扫描范围一般要小一个数量级扫描时扫描器随样品表面起伏而伸缩,如果被测样品表面的起伏超出了扫描器的伸缩范围则会导致系统无法正常甚至损坏探针。因此扫描探针显微镜对样品表面的粗糙度有较高的要求;

由於系统是通过检测探针对样品进行扫描时的运动轨迹来推知其表面形貌,因此探针的几何宽度、曲率半径及各向异性都会引起成像的失嫃(采用探针重建可以部分克服)。

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