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近期，中国科学院物理研究所研究团队成功自主研制时间分辨扫描电子显微镜。该工作得到了北京市科技计划课题等的支持。
现代显微镜技术已经能够实现皮米尺度的微观世界静态观测。在显微镜的分辨率不断突破极限的同时，科学家还希望能够观测物质的快变化过。例如化学反应中化学键的断裂与形成、中间产物的类型与寿命、材料相变过程等。对于这些现象和过程的高时空分辨成像及原位测量可以帮助人们更深入地认识世界的物理本质。
高时空分辨成像对显微镜技术的要求很高，而我国目前的研究主要依靠进口设备。为实现时间分辨扫描电子显微镜的现代化，中国科学院物理研究所研究团队依托怀柔综合极端条件实验装置完成了超快电子发射阴极、原位加载模块、激光港、显微图像分析等关键部件的研发工作，成功研制了首台全国产化的超快扫描电子显微镜，填补了我国在高时空分辨扫描分析设备领域的空白。
该设备主要由扫描电镜主机、飞秒激光器和光电联机装置组成。在光发射模式下时间分辨率优于1 ps，空间分辨率优于10 nm，原位变温分析范围覆盖100至1050 K，可以揭示材料、器件和生命体中电荷的超快转变规律，实现高时空分辨成像及原位测量。基于该设备，研究团队研究了雪崩二极管器件中的光激发载流子动力学过程，展现了仪器的高时空分辨率能力。
我国高端显微镜整体上与世界先进水平还有较大的技术差距。据相关数据统计，目前我国扫描电子显微镜市场主要由海外品牌占据主导地位，其中海外品牌占据市场约90%的份额；国产品牌只占据约10%的份额。时间分辨扫描电子显微镜的成功国产化是国产扫描电镜的又一技术突破，标志着我国电镜技术有了新的发展。
(资料来源：中国科学院物理研究所)
