
艾博纳微纳米科技正式推出旗下“纳视·极速”系列扫描探针显微镜(SPM),该设备通过针尖技术、动态成像算法与多模态集成的三重突破,首次实现亚埃级分辨率下的毫秒级动态观测,为全球科研机构及高端制造领域提供了“看见”纳米尺度实时变化的全新工具。这一成果标志着我国在微纳米表征设备领域的技术水平已跻身国际第一梯队。
一、 技术痛点:传统SPM难以捕捉纳米动态
扫描探针显微镜是探索纳米世界的核心工具,其原理是通过原子级尖锐的探针与样品表面的相互作用(如范德华力、静电力),逐点扫描获取表面形貌及物理化学信息。然而,传统SPM存在三大瓶颈:
1. 静态局限:动态成像速度慢(通常分钟级帧速),无法捕捉纳米颗粒运动、生物分子构象变化等瞬态过程;
2. 单模态限制:多数设备仅能获取形貌信息,难以同步分析电学、光学等多维度特性;
3. 环境适应性弱:复杂环境(如生理溶液、真空、低温)下分辨率与稳定性大幅下降。
这些痛点制约了纳米科技在半导体、生物医学等领域的深度突破——例如,芯片纳米布线的实时缺陷演化、活细胞表面蛋白质的转运过程,均因观测工具不足而难以解析。
二、三重突破:打造纳米级“动态观测站”
艾博纳“纳视·极速”系列针对上述痛点,实现了三大核心技术创新:
1. 掺杂金刚石针尖:亚埃级分辨率的“锐利之眼”
针尖是SPM的核心部件。艾博纳团队采用化学气相沉积(CVD)制备的掺杂金刚石针尖,通过原子级刻蚀工艺将针尖半径控制在5纳米以内,且表面硬度达10000HV(是传统硅针尖的10倍)。该针尖不仅实现了亚埃级(<0.1nm)空间分辨率,还能在连续扫描1000小时后保持性能稳定,解决了传统针尖易磨损、分辨率衰减快的问题。
2. 高速动态成像:毫秒级帧速捕捉瞬态变化
为突破动态观测瓶颈,艾博纳研发团队优化了两大关键模块:
硬件层面:采用自主设计的压电陶瓷驱动系统,将扫描频率提升至1MHz,配合高精度位移传感器实现纳米级定位精度;
算法层面:引入深度学习实时校正算法,消除高速扫描中的图像畸变,将动态成像帧速提升至10帧/秒(256×256像素)——这意味着能清晰记录纳米颗粒的布朗运动轨迹,或量子点在光激发下的荧光闪烁过程。 “在生理溶液环境下,我们已用该设备实时观测到活细胞表面受体蛋白的动态聚集过程,帧速达到5帧/秒,这在传统SPM中是无法想象的。”艾博纳微纳米科技技术研发团队负责人表示。
3. 多模态集成:一站式获取全维度纳米信息
“纳视·极速”系列创新性地将原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)、近场光学显微镜(SNOM)集成于同一平台。科研人员可通过软件一键切换模式,同步获取样品的: 形貌信息(亚埃级分辨率); 电学特性(如单原子级的电流-电压曲线); 光学特性(如纳米尺度的拉曼光谱、荧光成像)。 此外,设备支持真空、液体、低温(最低至4K)等复杂环境工作,可满足半导体芯片缺陷检测、生物分子构象分析、二维材料层间相互作用研究等多样化需求。
三、 应用落地:赋能多领域前沿研究
目前,“纳视·极速”系列已在多个前沿领域完成验证:
半导体领域:协助科研团队识别2nm芯片布线中的单原子缺陷,其亚埃级分辨率为先进制程的良率优化提供关键数据; 生物医学领域:在生理溶液中实时记录DNA分子在CRISPR酶作用下的解旋过程,为基因编辑机制研究提供直观的纳米尺度证据;新能源领域:观测锂电池正极材料中锂离子的迁移轨迹,为高容量电池的材料设计提供指导。 “我们的目标是让科研人员不再‘等待’纳米动态,而是‘实时看见’。”艾博纳研发负责人强调,“这将推动纳米科技从‘静态描述’向‘动态机制解析’的跨越。”
四、市场展望:加速纳米科技产业化进程
作为国内微纳米表征设备的领军企业,艾博纳此次新品发布填补了国内高速动态SPM的技术空白。据了解,“纳视·极速”系列已进入小批量生产阶段,预计2024年内将面向全球交付。 未来,艾博纳将继续聚焦纳米表征技术的迭代,推动设备向更小型化、智能化方向发展,助力全球纳米科技产业从基础研究走向实际应用,为芯片制造、生物医药、新能源等关键领域的技术突破提供核心支撑。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市高新区(Medpark)和江苏省淮安市的高科技企业,成立于2022年8月。公司专注于高端光学科学仪器和医学成像设备的研发、制造与销售。
其产品涵盖显微成像解决方案、真空与镀膜技术以及光学元件,产品范围从基础光学显微镜到先进的纳米级三维成像显微镜。
公司还致力于新一代人工智能驱动的科学设备研发,聚焦于纳米尺度二维材料电子器件(如石墨烯芯片)的应用研究,并结合诺贝尔奖获奖技术进行创新探索。
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