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超新芯-打造領先的原位電鏡解決方案
2022年04月07日 11:10:49
來源：廈門超新芯科技有限公司 點擊量：32528
超新芯由早期原位芯片及技術開拓者創辦，致力于原位電鏡技術的發展及應用開拓。一直與UCBerkeley、廈大等高校和科研單位緊密合作。公司同時擁有芯片制造和原位技術兩方面的資深技術團隊，已通過ISO9001質量管理體系認證。
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公司簡介
CHIPNOVA超新芯是早期原位芯片及技術開拓者創辦的國家級高新技術企業，致力于原位電鏡技術的發展及應用開拓，一直與UCBerkeley、廈大等高校和科研單位緊密合作。公司同時擁有芯片制造和原位技術兩方面的資深技術團隊，已通過ISO9001質量管理體系認證。特制的芯片潔凈室和豐富的檢測設備不斷提升芯片制造水平，包括原位電鏡芯片、生化分析醫療芯片、集成傳感芯片等。其中的原位電鏡芯片領先，在晶體生長、材料、能源、催化、環境、化學、生物等領域應用廣泛，在高檔次期刊發表論文近200篇：Science3篇、CNS子刊等，服務包括北大、清華、浙大等眾多高校及科研院所，并不斷推動這些領域的科技進步。
一、TEM液體多功能集成樣品桿(熱-電-光)Spring Series In Situ Holder
Spring Series In Situ Holder是在原位樣品臺內部構建小型的液體環境芯片實驗室，在液體環境內對材料進行原子分辨高時空精度分析。根據客戶需求，結合MEMS微加工工藝，內置加熱模塊、光學模塊和電學模塊，結合透射電鏡成像系統，實現對單個納米材料在熱、光、電外場刺激條件下的形貌結構、化學組分、元素價態的原位動態觀測，極大擴展了透射電鏡的功能與應用領域。
圖1 TEM液體多功能集成樣品桿示意圖
原位液體多功能集成樣品臺(光-電-熱)可在透射電鏡中實現液體樣品的電化學反應/加熱過程/光學反應過程的實時動態高分辨成像。
技術指標：
1) 與主流TEM兼容，兼容STEM，SAED，EELS，EDS等功能；
2) 液體流速可控，0~50 μL/s，最低流速低至5 nL/s；
3) 超薄氮化硅膜視窗(可達10nm)，液體夾層薄(100-200nm)，最高可達皮米級別分辨率；
4) 流道采用惰性材料防腐設計，并利用納流體微分控制方式防滲漏，安全性高；
5) 電化學實驗采用三電極方式，包括工作電極、參比電極、對電極，通過連接電化學工作站，進行電化學阻抗譜，循環伏安法，計時電流法，循環極化，充/放電測試及分析；
6) 電極材質：金、鉑、碳等；
7) 溫度范圍：RT~液體氣化溫度；
8) 溫度穩定性：≤±0.01 ℃(穩定狀態)；溫度精確度：>99%；溫度均勻度：>99.50%；
9) 加熱模塊采用金屬加熱絲，升溫降溫速度快，既是熱導材料，又是熱敏材料，其電阻與溫度有良好的線性關系。金屬加熱絲由被惰性SiNx膜包裹，不與樣品發生反應；
10) 定制光源波長可選擇紫外-可見光-紅外(185-2200nm)或8個定波段的單色光，或者單波長激光光源；
11) 光源輻照強度：≥150 mW/cm2；
12) 采用大功率氙燈、LED集成燈或激光器，光源響應時間短，且光源強度穩定。
應用案例：
金納米粒子原子分辨液相動態成像TEM(a)STEM (b)
光催化析氫過程觀察活性位點原位生成過程
Real time imaging of photocatalytic active site formation during H2 evolution by in-situ TEM[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 284: 119743.
流體流動及擴散對晶體生長形貌影響觀察
Efficient CO2 reduction MOFs derivatives transformation mechanism revealed by in-situ liquid phase TEM[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2022, 307: 121164.
光照下環境氛圍對納米團簇演變過程影響
Visualizing light-induced dynamic structural transformations of Au clusters-based photocatalyst via in situ TEM[J]. Nano Research, 2021, 14(8): 2805-2809.
二維材料液相合成新生長模式的發現：三維生長和原子層剝離
Atomic Scale Tracking of Single Layer Oxide Formation: Self‐Peeling and Phase Transition in Solution[J]. Small Methods, 2021, 5(7): 2001234.
二、TEM多功能雙傾樣品桿
Volcano Series In Situ Holder針對快速變溫過程原位高分辨研究需求構建的原位觀察平臺，根據客戶需求結合MEMS微加工工藝內置加熱模塊、電學模塊和光學模塊，通過對樣品的外場控制完成熱學、電學及光學性質的研究。
Chip-Nova TEM Double tilt Holder(Optics/Biasing/Heating) 多功能雙傾樣品桿(光、電、熱)系統，同時涵蓋原位雙傾功能模塊、光學功能模塊、電學功能模塊、加熱功能模塊，可在透射電鏡中實現固體樣品微結構變化的原位表征。在原位雙傾轉角功能的基礎上，通過開創性的將光作為外部條件搭載在原位樣品臺系統上，結合MEMS微納加工制作的超低飄移微區加熱芯片，實現全新的雙傾-光-電-熱四功能耦合，在操作α/β角度轉動的同時，可同時引入光場刺激、電場刺激、熱場刺激，各功能模塊可同時在線工作并且相互獨立，互不干擾。
圖 TEM多功能雙傾樣品桿示意圖
技術指標：
1) 樣品臺體材質：高強度鈦合金；
2) 電極數：4；
3) 視窗膜厚：無膜(樣品懸空)或25nm氮化硅；
4) 穩定漂移率<1.5nm/min；
5) 傾轉角：α≥±25°，β≥±25°(實際范圍取決于極靴型號)；
6) 溫度范圍：RT~1300 ℃；
7) 溫度穩定性：≤±0.01 ℃(穩定狀態)；溫度精確度：>99%；溫度均勻度：>99.50%；
8) 光源波長：紫外-可見光-紅外；
9) 光源輻照強度：≥150 mW/cm2；
10) 光纖接口：高精密度的SMA連接器；
11) 電學模塊(pA-mA，普通模式±10V，高壓模式±200 V)；
12) 電場強度：≥400 kV/cm；
13) 適用電鏡：ThemoFisher/FEI，JEOL，Hitachi；
14) 適用極靴：ST，XT，T，BioT，HRP，HTP，CRP；
15) (HR)TEM/STEM支持；
16) (HR)EDS/EELS支持升溫過程及高溫檢測。
應用案例：
1300℃恒溫，金屬合金擴散，芯片溫度穩定性好，漂移率低
室溫-1000℃變溫過程MOF材料碳化研究
三、原位TEM力學樣品桿 Gravity Series In Situ Holder
廈門超新芯科技有限公司所研發生產的透射電鏡原位高溫力學系統是通過在原位樣品桿內置力學測量模塊、三維納米運動模塊、原位加熱芯片，可對材料進行應力及熱場條件下原子分辨高時空分析。通過該系統，在透射電鏡中通過納米探針或者原位芯片對樣品進行操縱和拉應力、壓應力測量。并且在測量樣品壓力同時實現對樣品1000℃的加熱，在高溫力學測量的同時，能夠動態、高分辨地對樣品的晶體結構、組分進行綜合表征。
具備的功能包括：原位壓縮微納試樣進行應力應變曲線監測；原位拉伸微納試樣進行應力應變曲線監測；具有超高精度和靈敏度的力學參數和應變量測試能力，能準確得到定量的載荷和位移的數據，且具有極高的穩定性。特色功能：恒定載荷控制功能，以適用于材料的蠕變特性研究；恒定位移控制功能，以適用于材料的應力松弛的研究。
圖 原位TEM力學樣品桿示意圖
技術指標：
桿體材質：高強度鈦合金；
控制方式：高精度壓電控制；
最大載荷：150 mN；
力學測量分辨率：<10 nN；
粗調X/Y/Z范圍：±2 mm；
粗調精度：1.25 μm；
細調范圍X/Y/Z：X：8 μm，Y、Z：±5 μm；
細調位移分辨率：0.2 nm；
(HR)TEM/STEM支持；
(HR)EDS/EELS支持；
溫度測量范圍：室溫—1000℃；
控溫精度：±0.1 ℃；
漂移率：1.5 nm/min(恒溫狀態下)
應用案例：
納米碳球壓縮原位力學實驗
鎢納米棒原位壓縮過程
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