突破性扫描探针显微镜获得庇护研究R+D奖

橡树岭国家实验室(ORNL)通常被称为“发明的奥斯卡”庇护的研究由于开发了波段激发(BE),一种新的突破性扫描探针显微镜(SPM)技术,刚刚获得了享有盛誉的2008年R+D 100奖。带激励可以比以前更快速地探测纳米尺度的能量耗散,使科学家能够在标准成像速率下表征样品的电、磁和机械能转换和耗散特性。

“我们非常兴奋能获得这个声望很高的奖项,”庇护研究机构主席罗杰·普罗克什(Roger Proksch)说。“在过去的一年里,我们与橡树岭国家实验室的合作在SPM领域提出了许多新的前沿发展,包括压电力模块和开关光谱PFM。带激励法为SPM的数据采集和处理提供了一种全新的方法。庇护研究公司和我们的合作伙伴继续在技术创新方面引领行业,这一点也得到了该奖项的证实。”

“我们相信波段激发将是一个新的SPMs家族的先兆,”ORNL纳米相材料科学中心(CNMS)的共同发明人和研究员Sergei Kalinin博士说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“这种方法为众所周知的基于锁定的检测方法提供了另一种选择,通过提供定量和无伪耗散成像的潜力,可以彻底改变这一领域。我们期待通过与庇护研究机构的合作,开发新的BE应用程序。”

CNMS的另一位共同发明人Stephen Jesse博士指出:“这个奖项承认了这项技术的重要进步,它代表了显微镜领域在不久的将来能够并将走向何方。”“最新一代Asylum SPM控制器的速度和灵活性允许精细的调整和数据流的快速获取,将我们从单纯的成像带到一个关于悬臂表面交互和材料功能的信息丰富的领域。”

BE技术已经获得橡树岭国家实验室的庇护研究许可。使用BE控制器和软件,BE扩展了MFP-3D™原子力显微镜(AFM)的能力,通过确定q因子和悬臂样品系统的完整传递函数来绘制局部能量耗散。

SPM在映射能量转换和耗散方面的适用性以前受到了几乎所有传统SPM所采用的基本操作机制的限制,这些机制是基于悬臂梁在一个或两个激励频率下对样品进行激励和检测。同时,耗能检测需要测量悬臂梁的谐振峰宽度,即q因子。激励频率的连续扫描导致非常大的数据采集时间,这与成像是不相容的。BE通过同时激励和检测所有频率的响应来克服这个限制。在BE中,传统的正弦波被一个跨越连续频带的合成数字信号所取代,该信号监测同一频带内的响应。与目前可用的商业技术相比,这使得在不降低信噪比的情况下,数据采集速度提高了100倍。然后可以在标准SPM中获取单个像素所需的时间内收集完整的响应谱。

BE将是理解电子、信息技术、能源存储和运输等多种技术中能量耗散的重要技术。频带激励目前可用于MFP-3D AFM的庇护研究压电力模块,该模块允许高电压,无交流压电响应力显微镜(PFM),并计划作为新一代庇护研究控制器的一个组成部分,用于地形,磁,电,和其他SPM成像方式。

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