由材料科学与工程学系讲座教授陈富荣教授领导的团队开发了由脉冲电子源、快速相机、分级泵浦真空系统和像差校正器组成的电磁系统。它是由大学研究团队开发的第一台以紧凑格式集成扫描和透射电子显微镜模式的时间分辨电子显微镜。
该团队的最终目标是开发一种微型高时空分辨“量子”EM，可用于研究光束敏感材料的原子动力学。
由于 EM 能够以比光学显微镜高得多的分辨率成像，并提供微纳米甚至原子尺度的测量和分析，因此它们备受追捧，尤其是在医学、生命科学、化学、材料、集成电路等领域和其他研究行业。
该团队已经克服了 EM 开发中的一些长期存在的问题。目前，EM 无法克服样品辐射损伤的科学瓶颈，并且仅限于样品的静态视图，阻碍了它们研究小分子和电子束敏感材料的能力。此外，它们的尺寸限制了它们在空间消耗大的环境中的应用，例如航天飞机、深海和深地研究船和设备。
为了克服这些限制，城大研究团队创新了差分泵浦设计以提高图像质量，并开发了背散射和二次电子偏转器，以实现液体样品和电子束敏感材料的基本扫描、放大、成像功能和观察。
该团队还设计了脉冲电子源和可与台式 EM 一起使用的快速相机。通过为快速相机配备偏转器，成像速度不受读出时间的限制。这是第一次在桌面 EM 系统上验证这样的概念。此外，该团队还设计了一个像差校正器，可以进一步提高成像分辨率。
通过上述创新设计，新型EM可以在5分钟内生成样品图像，实现纳米级空间分辨率和10 5 倍以上的放大倍数，用于纳米级观察和分析。
未来，凭借自主设计和拥有知识产权的能力，团队将能够以更低的成本生产定制化的微型EM。例如，LaB6台式电子显微镜预计售价为市场同类产品的60%。
“高端仪器的小型化是产业发展的必然趋势，”兼任城大时间分辨像差校正环境电磁单元主任、深圳福田研究院院长的陈教授说。
在福田区政府的支持下，该团队是唯一一个产生多台高端EM的高校科研团队。
该研究团队正在开发一种高时空分辨率台式扫描透射电子显微镜 (STEM)，该显微镜利用脉冲空心锥在室温和液体条件下以 3D 方式观察和重建蛋白质结构。这克服了目前只能在极低温条件下使用冷冻电子显微镜观察蛋白质结构的局限性。
下一阶段是在大湾区建立世界领先的光电设计制造中心，重点开展技术转移和电子光学技术研究。
“该中心旨在为成熟和初创公司分拆电子光学相关技术，”陈教授说。
他补充说，目标是在仪器和科学方面领先世界其他 EM 用户设施 15 年。
该中心将围绕新型电子光学进行组织，用于在具有各种外部刺激(例如，电领域、激光、高温和低温)，这些在今天是无法实现的。
陈教授说，该平台将在量子器件、未来能源、生命科学和医学领域取得突破，从而帮助将团队的研究成果转化为具有实际效益的应用，并促进产学界之间的合作。
城大署理校长陈志豪教授、福田区委黄伟、福田区人民政府副区长欧阳惠宇、科技重大专项处处长陈文贤，深圳市科技创新委员会出席了4月20日举行的新闻发布会。
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