华中科技郜鲜辉:无窗型能谱助力发现“蚕蛾”之美

2023-11-28 20:01:11, 牛津仪器 牛津仪器科技(上海)有限公司


在辽阔的自然界中,壮丽绝伦的景观无所不在,但微观世界却是一个饱含着神秘和惊奇的奇妙领域——这里涵盖着千姿百态的绚烂色彩、瑰丽壮观的纹路和形态,艺术和科学在这里交相辉映,呈现出美的本质。惟有借助科学的方法和特定的仪器,才能探寻这个神秘的维度,发现无穷无尽的美丽。

在微观世界中,一切美景都蕴藏着科学和艺术的奥妙,这是一个富含惊喜和想象力的领域。微观世界带给我们数不胜数的美妙景象,但我们惟一所欠缺的,便是发掘这些微观世界之美的洞察力和眼光!

最近,华中科技大学分析测试中心的郜鲜辉老师凭借其作品《蚕蛾》获得了牛津仪器发现微观之美结果大赛的二等奖。郜老师长期从事材料表征工作,对利用EDS和EBSD技术进行材料微观分析,有独特见解和丰富的使用经验。分析测试百科网采访了郜鲜辉老师,请她来分享微观世界的奥秘。

华中科技大学 郜鲜辉

Antpedia:请谈谈您当前的研究领域和近期的成果进展?

郜鲜辉:华中科技大学分析测试中心属于公共服务测试平台,我们主要为本校、周边院校和企业提供科研测试服务,我的工作重点之一是开发先进显微分析测试方法,以满足不同领域的科研需求。多年来,我主要专注于能谱和EBSD技术的应用研究,对EBSD的样品制备、测试方法和数据分析研究比较多。同时,结合我校在增材制造领域的研究优势,作为研究骨干参与并完成2项国防纵向项目,一作或通讯作者发表论文8篇,荣获华中科技大学第十一届实验技术成果一等奖和第十二届实验技术成果三等奖,授权实用新型发明专利3项。

Antpedia:科学研究离不开先进分析仪器,您使用X-Max Extreme无窗能谱系统进行了大量研究工作,这款仪器有哪些特点,对您的科研工作有哪些帮助?

郜鲜辉:我们实验室配备了多种先进微区表征设备,包括牛津仪器的X-Max 50常规能谱系统、X-Max Extreme无窗能谱系统和Nordlys Max3 EBSD系统。其中,能谱技术主要用于微区化学成分的定性、定量分析。Extreme无窗探测器兼备高空间分辨率和高灵敏度的优点,能够表征尺寸约十几纳米纳米的成分特征,相较于传统EDS系统,Extreme的空间分辨率令人惊叹,是分析纳米尺寸成分分析的绝佳工具。

目前,对于常规样品的EDS和EBSD分析技术已经非常成熟。然而,当面对挑战性十足的样品时,需要采取一些特殊措施才能获得令人满意的结果。此外,在数据分析方面,深入理解EDS和EBSD的工作原理对于实验结果的解读也至关重要。

蚕蛾

二维Fe3GeTe2/FePS3 异质结元素面分布图,数据于3 kV 采集。颜色最浅处为单层,AFM结果显示其厚度约10 nm,如破茧蚕蛾的羽翼。

Antpedia:《蚕蛾》这幅作品的亮点在哪里,它所表达的意义又是什么呢?

郜鲜辉:《蚕蛾》最令人惊叹之处在于其样品边缘最薄处仅~10 nm,这意味着为了实现极表面化学元素成像,必须降低加速电压。在3 kV下采集的元素面分布图中,可以轻易分辨多层二维材料的厚度差异,这充分展示了Extreme无窗能谱系统卓越的低能端探测灵敏度。试样边缘薄如蝉翅,如同蚕蛾,惟妙惟肖,栩栩如生,让人惊叹不已。

Antpedia:您觉得当前或者未来哪些技术的进展/仪器功能的开发将有助于推动您所在领域的快速发展?哪些功能或技术能给您带来支持和帮助?

郜鲜辉:我认为随着先进材料和制造技术的不断发展,研究人员将越来越重视多技术联用和原位测试。前者可以提供更完善的综合性材料表征解决方案,而后者则可以展示材料在成型过程中的动态变化。未来,我们的团队将致力于开发这两种技术的应用,例如将电子显微镜与原位实验平台、Raman、FIB、ToF-SIMS、AFM等相结合,为研究者提供更多支持和帮助。如果仪器生产厂商能够和测试人员联合,开发出更加准确和便捷的联用原位功能,将会为科研工作的开展发挥极大的促进作用。

牛津仪器主办的显微分析成果大赛——发现微观之美活动围绕“突破技术革新之路,挑战显微分析至高极限;尽享科学研究之美,发现科研路上风景独好”为主题,力求作品既能体现科技创新及表征难度,又兼具配色明快,见之爱之,希望可以通过发现微观之美大赛活动,推动研究人员对包括能谱、EBSD等显微表征及分析技术的了解及掌握,鼓励更多科研人员醉心其中发挥出现有分析设备的极限。                                                                        

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