8200高分辨场发射扫描电镜项目

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成果单位：北京中科科仪光电科技有限公司

合作方式：面议

所处阶段：其他

关键词：扫描电镜电子光学仪器高分辨电枪高分辨透镜高分辨探测器超低纹波电源

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

团队介绍

项目团队共35人，本项目各，其中博士4人，具有高级及以上职称10人。项目牵头人和技术骨干来自于各联合体成员单位中青年骨干技术人员，技术专业结构合理，业务水平高，是国内顶尖的研究团队。项目核心人员包括：（1）张永明，正高级工程师。从事扫描电镜等电子光学类仪器设备研制、产业化工作30余年，参与我国第一台数字化扫描电镜研制，荣获“BCEIA金奖”；研制成功KYKY-2800和3000型扫描电镜，两项产品均荣获“BCEIA金奖”。承担国家重点科技项目（攻关）计划“九五”专题、“十二五”国家重大科学仪器设备开发专项，研发的KYKY-EM8000F热场发射扫描电镜荣获2015年“BCEIA金奖”，KYKY-EM8100F热场发射扫描电镜荣获“2017年度科学仪器行业优秀新产品”奖，项目关键性指标达到国外发达国家先进水平。（2）孟祥良，正高级工程师，北京中科科仪光电科技有限公司总经理，长期从事扫描电子显微镜等仪器设备研制及工程化、产业化工作。作为核心骨干参与了国家重大科学仪器设备开发专项，开发出国内首台场发射枪扫描电子显微镜并实现工程化产业化；作为骨干人员，参与国家科技部仪器重大专项、广东省重点领域研发计划重大科技专项、国家重点研发计划“纳米前沿”专项等国家及地方重大专项研制工作3项。作为子任务负责人完成了“场发射电子枪扫描电子显微镜开发和应用 ”国家重大科学仪器设备开发专项，协助开发国内首台场发射电子枪 SEM 并实现工程化产业化。（3）尹贻恒，博士，总体设计工程师，以第一作者发表SCI论文9篇，申请国家发明专利2项，参与广东省科学技术厅重大专项，首创了电磁复合偏转器，实现了由原理到样机的落地，为电子束曝光机项目指标的实现提供了有力保障；主持中科科仪项目“超高分辨扫描电镜开发”，负责电子束发射、聚焦及偏转系统的电子光学设计及优化工作，在高分辨扫描电子显微镜的理论设计、实验验证等方面积累了丰富的经验。

小果解读

核心问题

当前，高端扫描电镜市场长期被国外产品垄断，国内在相关技术领域存在“卡脖子”问题，严重制约了电子光学仪器产业的发展。特别是缺乏具有高分辨率、高稳定性成像能力的国产扫描电镜，无法满足科研、工业检测等领域对高精度微观分析的需求。

解决方案

中科科仪自主研制的8200高分辨场发射扫描电镜，通过研发高分辨电子光学系统和高稳定性电气控制系统，突破了高分辨电子枪、高分辨透镜、镜筒内高分辨探测器、超低纹波高压电源等关键技术。该系统在电压稳定性、电压纹波、分辨率及图像分辨率等方面均达到国际一流水平，实现了全量程加速电压下的高分辨成像及其高稳定性要求。

竞争优势

8200高分辨场发射扫描电镜项目将极大地促进我国电子光学仪器产业的发展，提升国产高端扫描电镜的国际竞争力。其技术性能指标达到国际领先水平，能够有效打破国外产品的长期垄断，解决“卡脖子”问题。同时，该项目的成功实施也标志着我国扫描电镜研制水平迈入新阶段，为科研、工业检测等领域提供了更加精准、稳定的微观分析工具。

成果描述

成果公开日期

20250327

所属产业领域

高端装备与制造-高端科学仪器与关键零部件

产品设计方案

本项目开发了肖特基场发射电子枪，设计了场发射枪高精度对中技术，保证场发射枪组件微米量级的同心度；研制了低像差磁电复合半浸没式物镜及减速样品台，提高低加速电压下的极限分辨水平；开发了超低纹波高压电源，达到加速电压0.1～30kV，研制了高信噪比镜筒内探测器、高精度高稳定度电控系统、超高真空系统等，开发成像质量智能评估与优化系统，提升综合成像质量，目前已达到分辨率指标：≤1.3nm@1kV，≤0.8nm@15kV。

市场分析

市场前景：具有广泛的应用领域。在材料科学领域，能够观察和分析不同材料的微观结构和晶体形貌，帮助优化材料的物性和性能，对于材料研发工作具有重要意义。在生物学领域，能够研究生物组织、细胞和细菌等微观结构，了解其形态特征和内部组织，对于病理学和药物开发具有重要作用。在半导体行业，能够观察和分析半导体材料的表面缺陷、晶体结构和电子元件的形貌，提高半导体器件的质量和性能。在纳米科学领域，能够研究纳米材料的形貌、尺寸和结构特征，包括纳米颗粒、纳米管和纳米薄膜等，以及纳米器件的制备和性能优化。以上几个领域都是当前科学研究和产业发展的热点领域，样机可以为这些领域的研发工作提供可靠的技术支持，因此具有广阔的市场前景和应用空间。-在行业领域的水平：该项目形成核心关键部件3个，形成工程工艺1套、工程化图纸1套、成套技术档案文件1套。申请并受理国家发明专利2项，授权发明专利2项，申请并授权软件著作权1项。带动科技进步，提升创新能力；形成产品销售，实现经济创收；突破国外禁运，拉低国外同类产品售价；支撑国家科技计划和重点工程，解决民生问题。

当前进展

主要功能：（1）加速电压0.1～30kV （2）分辨率≤1.3nm@1kV、≤0.9nm@15kV；（3）电子枪真空度优于8×10-8Pa。-核心技术：重点突破以下关键技术：（1）高分辨电子光学光路设计（2）高分辨肖特基场发射电子枪（3）高分辨浸没式透镜（4）镜筒内高分辨二次电子探测器（5）基于“FPGA+ARM”架构的高精度高稳定性电气控制系统（6）超低纹波高压电源（7）电子光学零件精密加工及精密装配技术（8）电镜图像核心算法（9）量子信息、复合材料、高性能阴极荧光探测等技术应用

转化现有基础

落地应用：该高分辨场发射电镜8200拥有上一代场发射扫描电镜显微镜用户基础，上代场发射电镜已陆续交付给了北京大学、南方科技大学、中国科学院大学、中国工程物理研究院、中科院过程所、中科院金属所、北京航空航天大学等多家科研单位，经受住了市场的考验，以其价格实惠，货期短，操作便捷，低廉的维护养护成本，同时兼顾优异耐用性与可扩展性广受用户青睐，并且已有较多科研成果转化并刊登于顶级学术专刊。该新产品的推出，必会在市场中占有重要地位。

转化合作需求

1、企业贷款融资 2、宣传产品拓展相关行业客户 3、公司品牌推广

摘要

中科科仪自主研制的高分辨场发射扫描电镜，将研发高分辨电子光学系统、高稳定性电气控制系统，突破高分辨电子枪、高分辨透镜、镜筒内高分辨探测器、超低纹波高压电源等技术，满足全量程加速电压下的高分辨成像及其高稳定性要求，电压稳定性达到15ppm/10min、电压纹波优于10ppm、分辨率≤1.6nm@1kV和≤0.8nm@15kV、图像分辨率≥16K×16K，达到国际一流水平。本项目的顺利推进将极大地促进我国电子光学仪器产业的发展，提升国产高端扫描电镜产业的国际竞争力，使我国扫描电镜研制水平迈入新阶段，有效解决当前“卡脖子”问题，打破国外产品长期垄断的不利局面。