掃描探針顯微鏡是探索微觀(guān)世界的核心設備，由我國自主研發(fā)的qPlus型掃描探針顯微鏡已進(jìn)入國產(chǎn)商業(yè)化應用。這款掃描探針顯微鏡具有“原子級”空間分辨率和高敏感度，將為探索輕元素量子材料及其他材料的微觀(guān)奧秘提供新的視角和工具。
5月22日，北京市交叉研究平臺項目——輕元素量子材料交叉平臺揭牌啟動(dòng)儀式在北京懷柔科學(xué)城舉行。儀式上發(fā)布了這一消息。
掃描探針顯微鏡是利用尖銳的針尖逐點(diǎn)掃描樣品，在原子、分子或納米尺度上獲取物質(zhì)表面的形貌和豐富的物性。輕元素平臺負責人、北京大學(xué)物理學(xué)院江穎教授團隊多年來(lái)專(zhuān)注于發(fā)展超高靈敏度和超高分辨率的掃描探針探測技術(shù)，成功研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的新型掃描探針顯微鏡。
江穎介紹，基于高靈敏度的qPlus傳感器的掃描探針顯微鏡技術(shù)可探測到極其微弱的高階靜電力，并首次實(shí)現了水分子中氫原子的直接成像和定位。實(shí)驗數據顯示，其在空間分辨率和靈敏度等方面的核心參數達到國際領(lǐng)先水平。借助此技術(shù)，團隊現已解決凝聚態(tài)物理和物理化學(xué)領(lǐng)域系列基礎科學(xué)問(wèn)題，相關(guān)研究成果多次發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》《自然》雜志。
據介紹，該團隊2022年成功研制出qPlus型掃描探針顯微鏡國產(chǎn)化樣機。目前，通過(guò)校企聯(lián)合攻關(guān)，突破多項技術(shù)瓶頸，已實(shí)現樣機的國產(chǎn)商業(yè)化。
輕元素平臺是由北京大學(xué)、北京懷柔科學(xué)城建設發(fā)展有限公司共建，旨在研究探索輕元素量子材料，實(shí)現對全量子化效應的探測和調控，并將其應用到相關(guān)器件研發(fā)。該平臺于2020年開(kāi)工，2023年工程竣工，現已完成空間改造和設備安裝調試，進(jìn)入初期運行階段。