准原位透射电镜样品气体处理系统的研制及应用

环境气氛对材料结构与性能的影响是材料领域关注的重要问题。透射电子显微镜是研究材料微观组织结构的重要仪器,目前通过高成本改造电镜腔室可引入气体,但为保证电镜正常工作和仪器的分辨率,可通入气体种类少,腔室气体压力低;原位气氛样品杆操作难度高、安全系数低、耗材昂贵。本文针对上述问题,研制了一种可以直接插入透射电镜样品杆的气体处理系统及其应用,实现了易于从环境气氛实验向透射电镜观察迁移的准原位功能,它采用不锈钢材质加工而成的真空腔室,可通入更高气压、更多种类的气体,实现样品处理多样化,节省透射电镜使用机时,扩宽了对材料与气体相互作用的研究范围。     

钨丝上原位加热生长的WO3-x纳米棒的结构与缺陷研究

WO3-x(x：0～1)是一种优良的光、电、气致色变半导体材料。本研究通过在电化学腐蚀的钨丝针尖上原位加热生长了一系列的样品，发现了一种新奇的WO3-x结构，电子衍射和高分辨研究证明其是一种非常有序的晶体丝织构行为。图1是生长WO3-x纳米棒特征的SEM图像，钨针尖上布满了垂直表面二     

高分辨率原位环境透射电镜的发展与应用

材料受周围环境的影响而产生的结构或成分变化一直都是材料科学和工业研发领域最关注的方向之一。随着材料研究的纳米化,外场导致的材料在亚纳米或原子尺度上的结构变化越来越成为认知材料宏观和纳米材料特性之根本。在诸如纳米催化剂的催化机制,材料的氧化-还原机制,纳米材料的生长或受力形变,电、磁场对材料纳米尺度结构的影响及微量气体探测等很多研究中有许多问题都需要一种特殊的电子显微镜即高分辨率原位环境电镜来帮助寻求答案。本文简要地回顾了环境透射电镜技术的发展思路,对于现代气体环境透射电镜的主流技术作了初步介绍,特别强调了高分辨率环境电镜的重要性以及在环境电镜中实现高分辨率所需要关注的一些技术环节,并力图通过具体实验实例使读者充分了解高分辨率原位环境电镜在材料科学研究中的重要性。     

像的解卷处理在球差校正场发射高分辨电子显微镜中的应用

自Haider等人成功地将CM200场发射透射电镜改造成球差校正电镜以来，越来越多的人致力于相关的电镜技术及实验研究。在200kv的场发射透射电镜中，加入两个能产生可调性负球差的六极校正系统，使总球差系数Cs减小为0甚或为负。当Cs接近于零时，由CTF曲线(图1)可知，     

透射电子显微镜原位磁场双倾样品杆的研制

本文简述了透射电镜磁场双倾样品杆的设计方案,展示了Philips/FEI透射电镜磁场双倾样品杆的研制成果.利用该样品杆可以产生100 Oe的连续磁场,也可以产生140 Oe以上的瞬间磁场.通过“U”型磁组件和样品杯的巧妙设计,尽可能的减小了电子束在横向磁场中的偏移量.     

从亚细胞水平到近原子水平的跨越——我国病毒的高分辨结构与功能研究进展

本文介绍20世纪80年代至今,我国病毒高分辨结构与功能研究的进展,展示研究工作从低分辨的亚细胞水平到近原子分辨率的跨越历程。着重介绍了几种重要病毒的高分辨结构与功能的研究工作和成果。其中包括：家蚕质多角体病毒（BmCPV）,C6/36浓核病毒（C6/36DNV）,SARS冠状病毒（SARS-CoV）,人戊型肝炎病毒（HEV）和人乙型肝炎病毒（HBV）等。此外,还介绍了我国学者在病毒高分辨冷冻电镜三维重构的算法研究中所取得的成果。     

基于卷积神经网络的滑动窗口算法在高分辨电镜图像中的应用

原子峰位置的精确定位、原子像绝对强度的标定是利用原子分辨电子显微像确定材料结构的重要前提.近年来快速发展的深度学习技术在计算机视觉和目标检测领域都取得了极大的成功,受此启发,本文建立了针对单原子图像的卷积神经网络.同时并构建了含有大量单原子图像的训练数据集,用于这一卷积神经网络的训练,实现了对单原子图像的可靠检测.利用...     

集成微热板气体传感器阵列的加热驱动电路设计

基于集成微热板气体传感器阵列的应用需求,采用CSMC的0.5μm标准CMOS工艺设计了片上加热驱动电路,可根据外部控制信号实现阵列中各微热板加热温度的独立调节。利用Hspice完成了电路仿真,并进行了代工流片。实验测试结果表明该加热驱动电路满足设计要求,各路加热通道产生的驱动电流相对误差小于2%,并且切换电流时无明显过冲现象。     

CoSi2薄膜与Si(001)界面的高分辨电子显微镜观察

利用高分辨透射电镜研究了经过550℃退火处理的共溅射CoSi2非晶结构薄膜与Si基体的界面.结果表明,550℃退火后薄膜已经发生晶化转变;同时CoSi2薄膜与Si基体发生反应扩散,在界面上生成了形状规则的CoSi2化合物,并与Si基体保持着相同的位向关系或孪晶位向关系.结合以上电镜观察,对这些界面化合物的生长机制进行了讨论.     

氧化锆热障陶瓷铁弹增韧行为的原位电镜研究

氧化钇稳定氧化锆陶瓷(YSZ)具有基于铁弹性的高温增韧行为,它应用于发动机叶片表面的热障涂层表现出优异的热循环耐久性和高温韧性.然而,随着对发动机性能进一步提升的需求,当前的YSZ陶瓷难以满足更为严苛的使役环境.因此对铁弹性能微观机理开展相关的研究,并提升其高温稳定性就显得十分重要.本文采用原位透射电镜技术,获得对单晶...     

中锰钢透射电镜原位拉伸观察

文章利用透射电镜原位拉促的方法,研究了中锰奥氏体钢的加工硬化动态过程。结果表明：随着应变量增大,位错形成、增多并产生交互作用;铸态形成的铌的碳化物和形栾的出的碳化行对位镜运动产生强烈阻碍作用,应变诱发马氏体在高密度位错区形核并长大。     

内窥式共焦成像系统的相干传递函数及分辨率的分析

基于点扩展函数,推导出内窥式共焦成像系统的相干传递函数。结果表明：该系统成像具有卷积性质,是一个线性平移不变系统。分析了分辨率与针孔及光纤半径之间的关系,提出了最佳归一化针孔半径,设计并建立一套共焦成像系统,获得了鉴别率板的共焦和离焦像。     

Advanced FIB sample preparation techniques for high resolution TEM investigations of HEMT structures

In this paper advanced sample preparation techniques based on focused ion beam (FIB) optimized for TEM investigation of high electron mobility transistor (HEMT) structures are presented. It is shown that the usage of an innovative in-situ lift-out method combined with X2 window and backside milling techniques as well as live thickness control and end point detection can significantly improve the quality of electron transparent samples required for high resolution TEM investigations. This advanced preparation flow is evaluated and demonstrated at GaN HEMT structures for atomic resolution TEM investigation.     

A method for multidirectional TEM observation of a specific site at atomic resolution

A new technique has been developed for the three-dimensional structure characterisation of a specific site at atomic resolution. In this technique, a focused ion beam (FIB) system is used to extract a specimen from a desired site as well as to fabricate the electron transparent specimen. A specimen holder with a specimen stage rotation mechanism has also been developed for use with both an FIB system and a high-resolution transmission electron microscope (TEM). The specimen holder allows both the FIB milling of a specimen and its observation in TEM without remounting the specimen from the specimen holder. A specimen for the three-dimensional TEM observation is extracted using the FIB micro-sampling technique and shaped into a pillar to mount on a tip of a needle stub enabling a multidirectional observation. The technique was applied to the multidirectional observation of the crystal structure of an Si single crystal at atomic resolution. The crystal lattice fringes of the two Si(111) planes with distances of 0.31 nm as well as the lattice fringes of the Si(200) with distances of 0.19 nm were clearly observed.     

用H－800分析型透射电子显微镜研究碳纤维的微细结构

本文以研究碳纤维微细结构为目的，讨论了在不具备高分辨型透射电子显微镜的条件下，利用分析型透射电子显微镜拍摄碳纤维碎片和切片的晶格条纹像的方法和条件。采用倾斜电子束的方法，根据相应的相位衬度传递特性曲线，针对不同结构尺寸的碳纤维确定适当的离焦量，可拍摄出碳纤维的晶格条纹像。由碳纤维纵向切片的高分辨像和电子衍射花样可以看出，碳纤维的晶面间距约为０．３４ｎｍ，纵向结构取向平行于纤维轴。碳纤维的模量随着热处理温度的升高而增加，其晶面间距减少，条纹变直、变长，趋于规整。     

透射电子显微镜对接膜样品的制作

在透射电子显微镜(TEM)样品制作中,对接膜样品制作最为复杂,同时得到的薄膜信息也非常多,是进行材料研究的一个非常有用的观测方法.并介绍了这种样品的制作过程和样品的测试分析情况.     

高分辨率双快门模式CMOS图像传感器控制电路的设计与仿真

主要介绍了一种可用于空间信息获取的高分辨率双快门模式CMOS图像传感器,分析比较了该CMOS图像传感器卷帘式和同步式两种快门模式的工作原理和特点,设计了两种快门模式的时序控制电路并进行了仿真和验证,结果表明了控制电路设计的正确性,并可适用于空间微纳型卫星的成像系统。     

一种应用于WIA-PA收发机的高精度抗温度工艺偏差的CMOS 信号功率指示器

本文针对工业无线传感网WIA-PA标准设计出一款应用于WIA-PA收发机中的高精度抗温度工艺偏差的CMOS 接收信号功率指示器。本文提出信号功率指示器的采用TSMC 0.18 um 1P6MRF CMOS工艺流片,有效面积为0.24mm2。经测试,本文提出的信号功率指示器在输入信号从-70dBm到0dBm(50欧电阻匹配),线性误差在±0.5 dB以内,动态范围为70dB,检测灵敏度为12.1mV/dB,相应的输出电压从0.81V变化到1.657V。在1.8V电源供电情况下,整体功耗不超过2mA。进一步,本文提出的信号功率指示器中集成的修调和补偿电路,使得最大线性误差在-40到85度内不超过±1.5 dB,工艺角引起的线性误差不超过±0.25 dB。该功率检测器体现出良好的抗温度和工艺偏差的性能。     

一种从低分辨率图像序列获取高分辨率图像的算法

在某些应用领域,常常需要得到目标的高分辨率图像,考虑到在这些应用场合中,往往可以获得对同一景物或目标的多帧图像,本文提出了一种基于亚像素级图像配准与类似于中值滤波插值的从多幅低分辨率(LR)图像中获取一幅高分辨率(HR)图像的算法。算法首先采用梯度方法计算出LR图像之间的位移量,经过图像配准后,每个HR像素点被赋予其作用域内所有LR像点值的中值。仿真结果表明,该算法简单有效,既能提高图像分辨率,又能较好地去除非线性噪声。