牛津仪器Asylum Research原子力显微镜压电力 (PFM) 技术研讨会在西安交通大学举行
2016年1月15日

2016年1月13日到14日,牛津仪器Asylum Research PFM技术研讨会在西安交通大学曲江校区举行,来自西安,北京的30多名专家学者出席了会议。其中,14日全天在西安交通大学进行了用户操作培训。
 
此次报告特别邀请了清华大学于浦教授和西安交通大学杨耀东教授分享了PFM在其研究小组的最新进展。牛津仪器Asylum Research全球总裁Roger Proksch博士和亚太区销售总监David Beck博士,高级应用科学家姚检军博士和技术销售工程师刘方博士等人参加了此次研讨会。牛津仪器Asylum Research高级应用科学家姚检军博士于会议现场演示了高压Cypher对于铁电材料测试。
 
David Beck博士(下图)在致辞中介绍到,虽然牛津仪器Asylum Research进入中国市场比较晚,但由于领先的技术优势和本土的销售和技术支持团队的逐渐扩大,使得我们的用户认可度和市场占有率逐渐增加。相对于2012年,在2015年选择我们的用户增加了4倍,目前在中国已经拥有了超过100名用户。为了更好地支持用户,在北京,上海和广州建立了办公室,在上海和北京有Cypher和MFP-3D演示机,用于培训及服务支持,能更快地响应客户的需求。我们所有的技术工程师都有长时间在美国工厂培训的经历,这能保证我们可以在很短的时间内完成技术问题的判断和部件的维修,而不再需要送回美国工厂维修,大大提高仪器的使用效率。过去一年我们在北京,上海和深圳进行了用户培训会,每次3天的技术培训极大了提高了用户的操作水平,受到大家的欢迎。我们在2016年将继续在全国各地举办类似的培训会,更好地服务客户。
西安交通大学的杨耀东教授(下图)在报告中指出铁电材料凭借其丰富的介电、铁电、压电性质得到了人们的广泛关注。科学家们采用了多种实验手段(主要针对块材)来探索这类材料背后的结构-性能关系,取得了丰硕的成果。但在电子器件小型化为主要趋势的当今社会,制备、探索低维,小型化的铁电材料的需求给研究人员提出了新的挑战。在这一背景下,压电响应显微镜以及相关的其他功能为我们在这个尺度和维度下开展材料研究提供了强有力的武器。他展示了他们研究小组近两年利用PFM在低维度(纳米颗粒、纳米线、薄膜)多耦合(磁性-铁电材料复合,半导体-铁电复合)等方面的工作,引起了在会者的极大兴趣。
来自清华大学物理系的于浦教授的博士生杨树圳(下图)给大家带来了PFM在铁酸铋薄膜畴壁导电测试的最新结果。一直以来的研究表明180度和109度畴壁导电性较好,但79度畴的导电性较弱。他们最近在铁酸铋薄膜中发现了一种全新的物理现象,79度畴具有非常好的导电性。但这种导电性具有非常强的时间弛豫行为,这也是一直以来被忽略的原因。结合Asylum Research最新的导电PFM模式,使得他们能够重复性地观察到这种非常特殊的导电行为。在极化过程中,畴壁的导电性成单向流水状面内扩张,揭示了一种全新的畴壁形核生长机制。
高级应用科学家姚检军博士做了PFM在铁电材料方面的应用,他指出铁电畴作为铁电材料的微观组成单元,它直接影响着材料的宏观性能。畴的表征是对铁电材料研究的一个热点, PFM作为一种无损检测工具,能对陶瓷,薄膜以及纳米线材等材料进行测试。Asylum Research一直以来都和国际上主要的PFM研究小组比如橡树岭国家实验室保持紧密合作,开发了专利技术双频追踪技术DART。它能有效提高对各种粗糙样品和微弱信号的检测。他继续介绍了在各种材料中PFM对畴的表征,畴在电压以及力调控下翻转的研究工作。进一步讨论了PFM结合导电模式和静电力模式对畴以及畴壁导电性/电荷积累测试,以及畴在温度以及脉冲电压作用下演变的最新进展。最后分享了结合外加磁场对多铁性复合材料进行磁电耦合效应研究的最新结果。
 
牛津仪器Asylum Research总裁Roger Proksch博士(下图)给大家带来了耳目一新的报告。一直以来学术界对于微区的机电耦合定量表征存在争议,但一直没有好的解决方案。Roger介绍了PFM测试过程中频率对畴信息的影响,进而从探针在各种频率振动下的动力学行为分析了为何传统的PFM获得的蝴蝶曲线不能准确表征样品的真实形变,但这个问题一直被大家所忽略。为了得到微区的机电耦合定量表征,Asylum Research在现有的硬件基础上进一步开发了干涉仪,结合PFM测量使得微区机电耦合的定量测试成为现实。
最后刘方博士介绍了Asylum Research的主要产品线,MFP-3D和Cypher在各自研究领域的优势。用户可以根据自己的实际研究需求选择一款适合的产品。MFP-3D具有精确的物性测量能力-能够在纳米尺度上进行力学、电学、热学以及磁学性能测试。全新一代高性能原子力显微镜Cypher是目前分辨率最高的扫描速度最快的原子力显微镜:其闭环噪音仅有几十皮米(z方向50pm),能够在闭环条件下轻松实现原子级的成像的原子力显微镜。Cypher扫描速度可达到几十赫兹,比传统的原子力显微镜要高出一个数量级,仅需几秒钟就能完成一次扫描。极大的节省了实验时间,提高了实验效率。此外Cypher的操作系统的自动化程度非常高,使用起来非常简单。通过智能化的Spot on自动定位系统,用户只需要轻点鼠标就能完成复杂的下针过程。
 
会议结束后,大家对PFM技术进行了热烈的交流。之后姚检军博士(下图)现场给大家演示了对薄膜,块体样品的铁电畴的表征。很多参会者都带来各种非常有难度的样品来挑战Cypher的性能和AR的PFM技术,对Cypher的出色性能表示了极大的赞赏。
牛津仪器将继续以支持中国科学研究发展为己任,为中国广大科研人员提供高性能、高可靠性的原子力显微镜设备等;同时牛津仪器的服务团队也可以为用户提供系列服务套餐,包括配件和耗材、延保合同、产品培训、服务维修和技术支持等。
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