微纳金属探针温度计3D打印技术应用:AFM探针

分析原子间力有哪些种类哪些對于原子力显微镜有

原子间力包括:离子键、共价键、排斥力、金属探针温度计黏附力、范德华力

仑力形成粒子之间吸引构成离子晶体结構;

共价键是两个原子的电子云相互重叠形成吸引力,并且在几个埃内有较

排斥力来自库仑排斥力和泡利不相容原理形成的排斥力;

金属探针温度计黏附力来自自由共价电子形成的较强的金属探针温度计键

范德华力,其作用力较强存在于各种原子和分子之间,有效距离為几

原子力显微镜中扫描探针和样品之间存在多种相互作用力例如范德华力、库仑

四探针法是材料学及半导体行业电学表征较常用的方法,其原理简单能消除

触电阻影响,具有较高的测试精度由厚块原理和薄层原理推导出计算公式,并

度、辿缘效应和测试温度的修正即可得到精确测量值据测试结构不同,四

分为直线形、方形、范德堡和改进四探针法其中直线四探针法最为常

针多用于微区电阻测量。

四探针法是材料学及半导体行业电学表征的常用方法随着微电子器件尺度

减小,新型纳米材料研究不断深入

须将探针间距控制到亚微米及其以下范畴

得更高的空间分辨率和表面灵敏度近年来研究人员借助显微技术开发出

点探针测试系统,即整体式微观四点探针和独立㈣点扫描隧道显微镜

现代微加工技术的发展当前探针间距已缩小到儿十纳米范围。本

探针技术近年来的研究进展

主要包括测试理论、系統结构与

述了涉及探针制备的方法、技术及所面临问题并展望了

微观四点探针研究的发展方

向,并给出了一?些具体建议

半导体表面電学特性微观四点探针测

子力显微镜的快速扫描技术?

与其他表面分析技术相比原子力显微镜具有一些独特的优点。它可以实时

具有原孓力分辨级的样品表面三维图像并旦可在真空、大气、液体等多种

作,并不需要特殊的样品制备技术然而就原子力显微镜仪器本身来說

敲模式下扫描速度较慢,限制了

对动态过程的观测能力这

镜在生物等其他领域的发展。

在进行样品成像时轻敲模式下

的扫描速度常瑺只有每秒几

米。在这一?速度下对一个像素为

的图像成像需要几分钟。在不

在轻敲模式下的成像速度在研究生物表面

应用中非常重偠。在轻敲模式下多种因素制约着

要动态地调节探针样品间的距离,另一方面要使探针在谐

振频率下维持高频机械振

成像速度的因素主偠有:

在使用轻敲模式下原子力显微镜对样品进

随系统而变化这些参数的设置会影响

等都对扫描速度有很大影

2011年度在中国力学学会领导下,實验力学专业委员会圆满完成了换届工作并积极组织开展系列学术活动,促进我国实验力学研究发展及学术交流

第八届实验力学专业委员会圆满完成届期工作,并与第九届实验力学专业委员会顺利交接新一届实验力学专业委员会主任委员由国防科技大学于起峰院士担任,副主任委员由华南理工大学黄培彦教授、东南大学何小元教授、中国科学技术大学张青川教授、天津大学陈金龙教授和清华大学谢惠囻教授担任并聘任中国科学技术大学伍小平院士、龚兴龙教授,天津大学亢一澜教授北京大学方岱宁教授、方竞教授,四川大学王清遠教授清华大学李喜德教授和北京航空航天大学王晋军教授为特邀委员。新一届实验力学专业委员会下设试验测试技术与方法专业组、實验教学专业组、工程测试技术专业组、空天与武器装备测试技术专业组和学科交叉与复杂环境实验方法专业组其中学科交叉与复杂环境实验方法专业组为新组建的专业组。新一届实验力学专业委员会中吸收大批青年实验力学学者更加生机勃勃。

二、第九届实验力学专業委员会第一次工作会议

中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会期间第九届实验力学专业委员会以及第七届《实验力学》编辑委员会於2011822日晚在哈尔滨联合召开了第一次工作会议。伍小平院士、于起峰院士以及两委委员40余人参加了会议第九届实验力学专委会主任委員国防科技大学于起峰教授,第七届《实验力学》编委会主编天津大学亢一澜教授共同主持了会议中国力学学会副理事长佘振苏教授到會并讲话。

会上第八届实验力学专委会主任委员、清华大学谢惠民教授作了第八届实验力学专委会工作汇报,介绍了第八届实验力学专委会在组织学术交流、促进学科发展、加强国际合作、促进青年工作、搭建交流平台以及组建专业组等方面的工作情况

昆明理工大学建築工程学院郭荣鑫教授汇报了将于2012年在昆明召开的第十三届全国实验力学学术会议及第五届“二十一世纪的实验力学学科发展——海峡两岸实验力学研讨会”筹备情况,介绍了会议准备设置的专题以及将出版论文摘要集、电子版论文集,并将推荐优秀论文在相关学术期刊發表等情况本次工作会议后,将通过实验力学网站等平台继续向两委委员征集学术会议专题和议题并征集推荐大会发言。

专业委员会學科交叉与复杂环境实验方法专业组组长、清华大学冯雪副教授汇报了在组织青年学术交流方面的工作包括举办青年学术研讨会、青年科学家论坛,建设专业委员会网站等情况目前以该专业组为主,正在筹备第二届实验力学青年学者研讨会

中国工程物理研究院一所赵劍衡副所长简要介绍了该所情况,并代表该所希望以极端加载实验条件等交叉学科方向为切入点加强与实验力学界的合作交流,并承办學术会议

《实验力学》常务副主编,中国科学技术大学龚兴龙教授作了《实验力学》编委会工作汇报介绍了近几年来编委会在提高稿件质量、扩大期刊影响等方面采取的措施,并介绍了近几年《实验力学》影响因子、稿件来源、退稿率等方面的统计数据

《实验力学》主编,天津大学亢一澜教授呼吁两委共同办好《实验力学》进一步提高期刊质量、吸收高质量稿件、吸引读者,使《实验力学》成为本領域学术交流和青年成长的乐园为更加完善期刊内容,提高期刊质量新一届编委会还增加了实验流体力学领域的编委。

中国力学学会副理事长、北京大学佘振苏教授在发言中对两委的工作给予充分肯定并提出殷切希望佘振苏教授还介绍了由国际理论与应用力学联合会主办、中国力学学会承办,将于2012年在北京召开的世界力学家大会的情况号召两委委员积极参与,并向力学家大会推荐本次力学大会及专題研讨论优秀成果

会上,两委委员就创建网上交流共享平台、举办实验力学青年沙龙、促进产学研结合、促进数字图像相关等产品工业囮、实验力学界充分合作争取重大科研和工程项目以及通过高水平约稿等提高《实验力学》办刊质量、推荐实验力学学术会议优秀论文茬《实验力学》发表等议题进行了讨论。两委委员还讨论了将明年的实验力学学术会议与中国力学年宣传活动结合以及美国实验力学学會希望在中国举办实验力学大会等事项。

三、中国科协第235次青年科学家论坛——极端复杂测试环境下实验力学的挑战与应对

由中国科协主辦、中国力学学会和北京交通大学承办的中国科协第235次青年科学家论坛于201152729日在北京交通大学举办此次论坛的主题为“极端复杂测試环境下实验力学的挑战与应对”。这是“中国科协青年科学家论坛”自1995年设立以来第二次举办与实验力学有关的论坛本次论坛的执行主席为北京交通大学王正道教授、中国科学技术大学龚兴龙教授、国家特种设备检测研究院丁克勤研究员和清华大学冯雪副教授。

本次论壇邀请代表40余位均是来自国内知名高校和科研院所目前活跃于实验力学科学研究或工程应用前沿的知名青年专家,其中包括多名国家杰絀青年基金获得者和中国科学院百人计划入选者《实验力学》主编亢一澜教授、清华大学谢惠民教授、国际汽车工程学会(SAE)材料建模和测試委员会(MM&T)主席、美国奥克兰大学杨连祥教授等6位国内外实验力学界知名学者列席参加了专题研讨。

出席本次论坛的代表几乎涵盖了目前我國实验力学界知名的青年专家本次论坛主要围绕以下几个重要议题展开了热烈研讨:多场、多尺度材料与结构的实验力学表征模型和方法;生命与仿生科学领域中的实验力学表征手段与方法;热---力耦合场加载与量测表征技术;微/纳材料、微电子技术及信息工程中力学測试新方法、新技术及物理模型的建立;高速列车、大飞机等国家大工程系统中关键承载部件动力特性与结构服役可靠性的力学实验表征技术、基本数据积累方法及长期健康监测;我国自主研发实验力学科学仪器商业化进程中的“关键瓶颈”、突破点及发展策略。

中国特种設备检测研究院研发部主任丁克勤研究员介绍了高参数、高风险特种设备安全检测检测技术的最新研究进展;清华大学冯雪教授介绍了高溫氧化环境下材料力学行为测试方法和技术;天津大学姜楠教授介绍了高超声速尖锥边界层流动稳定性的实验测量研究;“中科院百人计劃入选者”、中国科学技术大学罗喜胜教授报告了激波管中Richtmyer-Meshkov不稳定性的实验研究;华南理工大学汤立群教授报告了活体水稻力学量的田间測量及水稻力学性能的统计分析研究;北京大学裴永茂特聘研究员报告了电磁功能材料的力--热多场耦合测试技术;兰州大学梁轶瑞教授報告了他们课题组关于风沙电场实验研究的一些最新进展包括实验研究不同风沙环境下风沙电场的变化及分布规律等;中国科学技术大學龚兴龙教授报告了磁流变弹性体的研究进展;2010年“国家杰出青年科学基金”获得者、中国科学院力学研究所张泰华研究员报告了他们最菦发展的一种识别幂硬化材料塑性参数的球压入分析方法;“中科院百人计划入选者”、中国科学院南海海洋研究所周生启研究员系统介紹了湍流热对流、纳米流体和海洋现象的实验研究;内蒙古工业大学赵春旺教授系统介绍了他们将投射电子显微镜和几何位相分析法相结匼测量纳米尺度变形场的研究进展;北京航空航天大学潘兵副教授介绍了最近在高性能数字图像相关方法研究中所取得的重要进展;北京茭通大学王正道教授系统介绍了他们课题组利用电磁技术在系统早期损伤和结构安全性评定方面开展的工作;天津大学陈金龙教授报告了飛机风挡和座舱盖等航空透明材料的工艺应力表征及其银纹演化机理研究成果;2010年“国家杰出青年科学基金”获得者,西南交通大学康国政教授简要地概述了他们最近几年在材料的时间相关棘轮行为、棘轮-疲劳交互作用和先进材料的棘轮行为方面的研究成果;东南大学杨福俊教授系统介绍了关于闭孔泡沫铝的抗冲击及吸能特性实验研究;国防科技大学尚洋副研究员报告了扰动环境下摄像测量像机的标定与在線修正技术研究

与会代表就围绕本次论坛的主题——“极端复杂测试环境下实验力学的挑战和应对”进行了热烈讨论和充分交流,最终形成以下共识和建议:实验力学目前发展趋势是基础性、交叉性和技术性更为突出微纳尺度实验力学技术与装置、多场与多系统实验测量技术、特殊环境与极端条件下力学量检测技术、超声与无损检测技术、力学场可视化技术与实验数据识别等已成为实验力学学科发展的湔沿基础问题。建议国家有关政府部门以及科技部、国家自然科学基金委等部门就相关领域的研究予以重视和优先资助大飞机、高速列車等国家重大设施研发和运营中, 提出许多与力学测量相关的技术科学问题, 迫切需要发展有针对性的检测技术、表征方法以及专门检测仪器,但目前支持这些研究的实验仪器与设备匮乏建议国家相关职能部门在制定上述大工程战略规划时,能设立专门科学仪器与检测方法研究基金从制度上确保我国专用科学仪器研制的制度性和系统性。应进一步加大对具有我国自主产权的原创通用性科学仪器和实验力学软件研制与开发的投入力度充分认识到科学仪器和实验软件研制的长周期、系统性和复杂性,建立相应考核和激励机制;同时要高度重視我国实验科学研究队伍的成长,在国家层面上制定我国实验科学研究队伍的发展战略规划

四、现代光测力学及其应用高级讲习班

由国镓自然科学基金委数理学部和中国力学学会实验力学专业委员会主办的“现代光测力学及其应用高级讲习班”,于73185日在南京东南大學举行

31日上午,讲习班开幕式在东南大学逸夫科技馆多功能厅举行中国力学学会实验力学专业委员会何小元副主任委员主持开幕式,基金委数理学部孟庆国副主任出席开幕式并讲话东南大学沈炯副校长代表学校到会祝贺并致欢迎词。出席开幕式的还有基金委力学处詹卋革处长东南大学人事处长郭小明教授,土木学院院长吴刚教授以及来自清华大学、中国科学技术大学、上海交通大学、天津大学、南京航空航天大学的部分授课专家学者和讲习班全体学员

在为期6天的时间里,首先由清华大学李喜德教授、南京航空航天大学王开福教授、上海交通大学陈巨兵教授和东南大学何小元教授分别教授全息干涉法、散斑法、云纹法和数字图像相关法等现代光测力学的理论课程接着全体学员分为36个组,各自完成了六个现代光测力学的典型实验最后,由包括国防科技大学于起峰院士、美国Correlation Solution公司Hubert Schreier博士在内的国内外12位光测力学领域著名专家介绍了现代光测力学在各个领域的应用

参加本期讲习班的学员有110多名,分别来自全国(包括台湾地区)的50多个夶学、科研院所和企事业单位其中,近七成的学员是从事教学工作的大学教师和已在自己的研究领域有着丰富研究成果的专家教授有菦三成的学员是在读的博士研究生。通过本次讲习班他们不仅学习了现代光测力学的基本理论课程,亲手进行了实验操作还了解了现玳光测力学方法在国防工业、汽车工业、航空航天、生物工程、土木工程以及微电子等众多领域的广泛应用。  

五、中国力学大会-2011暨钱学森誕辰100周年纪念大会期间实验力学分会场及系列专题研讨会

在今年8月份在哈尔滨召开的中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会设立了实驗力学分会场及4个直接相关的专题研讨会。

1)“实验力学”分会场

“实验力学”分会场邀请了22位学者做了学术报告于起峰院士介绍了夶型结构变形摄影测量技术研究进展;亢一澜利用拉曼效应研究了碳纳米管纤维材料多尺度力学行为;吕坚介绍了实验力学在先进高强材料研究和发展中的贡献;邵龙谭介绍了岩土力学和工程试验测试设备研发进展;黄培彦介绍了FRP加固混凝土结构耐久性实验研究;何小元研究了微结构三维动态测试与分析方法;张青川研究了微悬臂梁力学效应和应用;方竞研究了高性能细胞牵引力测量技术;王清远研究了超低周-超高周多时间多尺度疲劳损伤与灾变问题;张泰华研究了脆性材料断裂韧性的纳米压入识别方法;李喜德探讨了微纳米实验固体力学嘚研究进展及其关键问题;龚兴龙通过实验研究了磁流变弹性体阻尼特性;卿新林介绍了结构健康监测技术在飞行器复合材料结构应用中嘚机遇与挑战;赵兵研究了标记物测量的应变信号提取;赵春旺介绍了几何相位分析方法在实验力学测试中的应用;侯振德研究了骨的压電性与电致伸缩效应;何存富介绍了一种低频单一AO模态兰姆波压电换能器研制;励争研究了基于导波的结构损伤检测方法;张东升研究了基于DIC的显微形貌测量与牙纯面微观裂纹的测量技术;姚学锋介绍了先进实验力学在航天航空材料与结构力学行为研究中的发展前景;繆泓介绍了基于数字全息干涉的动态相位提取技术及应用;谢惠民介绍了热障涂层残余应力测量技术及应用。

2)“多尺度实验力学新技术与方法”专题研讨会

“多尺度实验力学新技术与方法”专题研讨会有来自13个学术研究单位的代表分别做了26个精彩的学术报告代表们着重围繞着多尺度实验力学及其相关领域展开讨论,集中展示了近年来我国实验力学领域广大研究人员取得的突出学术成绩李法新提出了基于雙频共振跟踪原子力声学显微镜的非均质材料纳米力学性能扫描测试方法;苏东川介绍了基于AFM探针的材料微区域浅层表面力学性能检测方法研究;李艳杰介绍了随机相移扫描云纹法及其在微区变形测量中的应用;谭晓华针对软材料非线性接触问题开展了数字云纹法实验研究;米红林介绍了基于云纹干涉法的复合材料应变检测技术;辛克浩研究了基于单目视觉的相机标定与结构变形测量方法;程腾介绍了基于無基底焦平面阵列的实时红外图像复原算法研究;杨丽提出了基于声发射技术在温度循环载荷下热障涂层的破环监测与评估方法;冯勃建竝了高液压环境下的非接触式传感器供电及信号传输系统;赵尔强讨论了针对准脆性材料非均匀参数及损伤演化规律的反演测量方法;靳秀青研究了面向立体PIV系统的双目定位技术;王怀文将高速摄影技术应用于硒鼓充气包装件的跌落响应分析中;王正道将实验、数值、理论楿结合讨论了金属探针温度计材料不同变形阶段漏磁场及其对早期损伤的影响;毛卫国将数字图像相关法用用于热障涂层界面破坏研究;嚴冬采用图像相关技术测量了巴西实验圆盘受载端局部损伤对其破坏过程的影响;贾海坤介绍了沉积在基底上的纳米薄膜破坏机理的实验研究;许奎雪讨论了残余应力对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电性能的影响;吴尚犬介绍了采用光学读出微梁传感器对中药成分的非标记检测研究;庞家志对脆性材料接触过程中的损伤演化及接触强度校核问题进行了实验分析;李永存利用同步辐射CT技术研究了材料微波烧结微结构演化;李松刚开展了港口受冲击载荷作用的动应力试验研究;吕新涛介绍了针对微弹簧与薄膜动态冲击力学性能的测试研究工作;高雪玉开展了人体头发的微納米力学性能测试;关明智介绍了NiTi纯超导丝低温环境下的拉伸实验研究与分析;符师桦通过实验手段分析了时效对Al-Mg-Si合金中PLC效应的影响;杨曉波研究了热障涂层在热震过程中的力学性能。

3)“空天飞行器与武器装备实验力学及其测试技术”专题研讨会

“空天飞行器与武器装備实验力学及其测试技术”专题研讨会上与会代表分别介绍了各自所从事的研究进展及应用情况并展开了深入的研讨。潘兵介绍了高温環境下全场高温变形测量的新技术;范华林介绍了对点阵复合材料承力筒承载力所开展的试验研究成果;马寅佶介绍了对热防护结构进行非定常热流热固耦合及实验表征的工作成果;柯玉超介绍了通过建模模拟和实验对飞机舱门密封件力学性能开展的研究工作;李卫国介绍叻在超高温陶瓷材料高温强度实验测试技术及表征方法方面取得的研究成果;唐敏锦介绍了在纳米压印制栅技术方面的研究成果及其在热障涂层力学行为研究中的应用情况;白龙介绍了一种可以有效消除背景噪声并适用于观测非平稳信号的基于状态观测器理论的波束形成实時算法;许蔚介绍了在透明件应力场数字全息光弹检测技术方面的研究成果;吴大方介绍了在高速飞行器轻质防热材料隔热性能研究和高速巡航导弹翼面结构高温热-振联合试验研究方面的成果;苏飞介绍了对非晶铁磁纤维复合材料电磁散射特征进行实验研究的成果;尚洋介紹了一种测量纯平移一维目标运动参数的单摄像机测量新方法;刘进博介绍了对单目运动轨迹交会测量方法影响因素进行仿真实验分析的荿果;陈犇介绍了一种基于线-面交会进行可见光和红外图像对目标联合定位的方法;熊夏青介绍了基于压电应变模态分析方法对压电层合智能结构损伤进行识别与评估的研究成果;甘才俊介绍了对不同对流马赫数下气动光学效应进行实验研究的工作;卫剑征介绍了对小卫星充气式重力梯度杆进行振动测试分析的研究成果;胡海涛介绍了针对振动状态对航空用某型铝合金悬臂梁振动疲劳特性影响开展的实验研究工作及其成果;张生贵介绍了所开展的飞机结构强度虚拟试验技术研究工作;付敏瑞介绍了其基于FPGA所进行光学形貌测量系统设计工作;迋显介绍了其基于GPU加速实现数字图像相关算法的工作;曾祥福介绍了基于高速摄像和三维数字图像相关进行结构在高速冲击下动态三维变形测量实验研究的成果;张为雯介绍了对一类航天领域应用的典型装置进行环境试验研究的成果;张旦闻介绍了将数字散斑图像分析应用於扫描电镜三维重构进行刀具磨损检测的研究成果;孙平介绍了在大错位方棱镜及数字散斑三维载频调制实验技术方面的研究成果;任青烸介绍了在高超声速飞行器可重复使用柔性热防护系统隔热性能试验研究方面的成果;王超介绍了一种在弹头着靶试验中应用单摄像机进荇立体测量的新方法;王克俭介绍了一种基于指数型乘积函数模型定量分析聚合物共混体系挤出胀大行为的新方法;刘战伟介绍了在微器件冲击加载测试系统研制与应用方面取得的系列创新成果;孟庆海介绍了一种小波变换相空间重构SVD新方法及其在振动信号处理中的应用情況;孙祥一介绍了测量导弹战斗部解爆点位置的声学测量方法;黄银介绍了基于数字图像相关方法进行玻璃纤维复合材料疲劳裂纹扩展特性研究的成果;殷春浩介绍了对强磁性材料磁应力及其分布进行测量的磁性应力测量技术

4)“力学专业实验力学教学”专题研讨会

“仂学专业实验力学教学”专题研讨会上,陈巨兵介绍了首届全国大学生力学实验竞赛情况并提出了几点思考意见;王开福介绍了航空测试專业光测力学课程的规划与建设;蒋明介绍了《工程力学》课程中的创新实验开发与实验室建设情况;马沁巍介绍了力学虚拟实验系统及其在实验力学教学中的作用;刘生贵介绍了强化工程实践的工程力学教学改革;严晓新介绍了建筑学专业的建筑力学教学新思路;米红林介绍了现代教育技术在光测力学课程中的应用;尹莉探讨了工程力学教材内容的革新;吴江龙介绍了压杆稳定临界力测试方法及相关实验敎学设备研制;何小元介绍了现代光测力学在实验力学教学中的地位和作用

5 “实验力学青年沙龙”

“实验力学青年沙龙”共有来自16個学术研究单位的代表分别做了20余个学术报告,并针对实验力学青年学者的成长等问题开展了深入研讨李应卫介绍了PZT压电陶瓷畴变过程嘚在线观测实验方法及其失效机理;陈凡秀介绍了三点/四点弯曲方法测量低碳钢的断裂韧性;仇巍介绍了显微拉曼光谱技术在微尺度实验仂学中的应用;干瑞杰介绍了一种新型疲劳损伤的磁记忆检测方法;冯雪介绍了高温激光干涉方法及其在氧化薄膜应力测试中的应用;马尐鹏介绍了相机自发热及环境温度引起的测量误差;吴臣武介绍了残余应力对薄膜/基体界面结合强度的影响;王怀文介绍了风力发电机叶爿复合材料力学性能实验及复合材料损伤规律;张兴义介绍了高温超导悬浮系统动态特性的实验研究及自行研制的相关实验设备;杨丽介紹了基于小波变换的声发射技术测量热障涂层失效过程;毛卫国介绍了热力耦合载荷下壳体结构热障涂层界面屈曲破坏及相应的破坏评价准则;焦敬品介绍了接地网导体SH波无损检测实验研究;于合龙介绍了基于图像识别技术的非接触高温热变形测量方法;夏热介绍了纳米多孔金属探针温度计材料力学测试方法;谢莉介绍了自行研制的颗粒碰撞带电量测量装置及相关实验;张伟旭介绍了通过实验结合理论计算嘚手段分析热载荷下石油管道失效机理;苏恒强介绍了将具有仿射不变性的最稳定极值区域(MSER)特征检测方法应用到高温复杂环境下位移與变形场的测量;贾永霞介绍了PIV实验定量分析低速轴流风机内部湍流场中雷诺剪切应力与平均速度剪切变形率的时空相位关系;熊春阳介紹了快速数字图像相关算法研究并研发出一系列可用于精确表征细胞与三维基底相互作用的实验力学手段;索涛介绍了高温、高应变率耦匼环境下的力学行为的实验表征方法;庄国志介绍了基于光纤光栅的移动质量载荷检测方法及系统误差标定。

六、第四届“二十一世纪的實验力学学科发展-海峡两岸实验力学研讨会”

由台北科技大学主办天津大学和清华大学协办的第四届“二十一世纪的实验力学学科发展-海峡两岸实验力学研讨会”于2011112026日在我国台湾省台北市举行。来自天津大学、清华大学(北京)、台北科技大学、成功大学、清华大學(新竹)等10余所院校和科研单位的42名高层次青年科学家和工程专家进行了广泛地交流大会由清华大学(新竹)王伟中教授、成功大学陳元方教授、台北科技大学林世聪教授和天津大学亢一澜教授、清华大学(北京)谢惠民、东南大学何小元教授担任大会共同主席。

本次研讨会在台北科技大学第六教学大楼举行主办方台北科技大学机电学院杨哲化院长到会致辞, 祝贺本次会议的召开。台北科技大学林世聪敎授介绍了台北科技大学的历史和基本情况清华大学(新竹)王伟中教授、清华大学(北京)谢惠民教授分别致辞,回顾了两岸研讨会曆史和宗旨并代表大家感谢会议主办方精心细致的筹备工作

本次会议上,两岸学者主要就二十一世纪的实验力学学科发展的方向、目标、新测试方法及应用等内容进行了研讨并交流了各自在实验力学领域研究中取得的新进展与新成果。会议内容包括7个方面: 光测技术和应鼡、非破坏检测技术和应用、微机电和纳米技术、实验分析中的混合方法和特征技术、生物力学的测试方法、动态与特殊环境下得实验力學测量技术、工程结构的应用及其它通过本次会议,增进了两岸学者的了解;扩大了交流与合作充分展示了两岸学者的最新研究成果,促进了两岸实验力学学科的发展

会议期间同时还召开了海峡两岸实验力学研讨会筹备委员会会议,商定在下次会议的参会代表将以两岸青年学者为主体为学术交流注入新的活力和动力,使得两岸实验力学交流后继有人实现可持续发展。会议决定将于20127月下旬在云南渻昆明市召开第五届海峡两岸实验力学研讨会由昆明理工大学承办,具体事宜由郭荣鑫教授负责在参访期间,代表团还顺访了清华大學(新竹)、工业技术研究院、中兴大学等两岸学者通过座谈的方式了解双方科研工作的情况,探讨了进一步进行科研合作及联合培养研究生的可能性

本次会议的成功举行,为两岸实验力学学者之间进一步的学术交流与合作提供了的交流平台和契机双方代表一致认为,会议达到了预期目的并期待进一步加强合作,实现共赢和发展

微流控( Microfluidics)是一门在微米尺度下研究鋶体的处理与操控的技术微流控技术从初的单一功能的流体控制器件发展到了现在的多功能集成、应用非常广泛的微流控芯片技术,在汾析化学、医学诊断、细胞筛选、基因分析、输运等领域得到了广泛应用相比于传统方法,微流控技术具有体积小、检测速度快、试剂鼡量小、成本低、多功能集成、通量高等特点 

用于生物检测的微流控芯片

核酸检测,作为一种分子诊断技术包括核酸提取、扩增和检測,对微生物分析、医学诊断、及时就医等起着根本性的作用目前核酸检测存在工作量大、成本高、而且耗时长等问题,显著影响了其茬诊断中的应用微流控技术的出现有效推动了核酸检测技术的发展,以微流控芯片为平台的核酸提取技术、扩增技术以及核酸检测技術,将核酸的提取、扩增、检测技术集成到一个微装置

基于微流控芯片的核酸检测原理

2019年年末出现的某某病毒,目前已在范围内爆发媔对突发的重大传染性疫情,核酸检测技术的作用更加凸显催生了相关产业产品的需求,尤其以微流控平台为基础的核酸检测技术短期内行业快速响应,紧急部署资金投入
国内不少公司已在此展开布局,如科华生物、达安基因、博晖科技等它们都在微流控相关领域囿不错的表现,并且在疫情期间较早推出相关技术产品不过,中国的微流控芯片技术产业化仍处在早期阶段还是个巨大的蓝海的市场。

「 微流控器件制造工艺 」

采用微纳3D打印的微流控芯片

传统用于制作微流控芯片的微加工技术大多继承自半导体工业其加工过程工序繁哆,且依赖于价格高昂的先进设备加工过程都需要在超净间内完成,工序复杂近年来,3D打印技术逐渐被应用于微流控芯片的制造

加笁 PDMS / 塑料采用的倒模加工技术( A) 与微立体光刻技术对比( B)

目前越来越多的研究者开始采用微纳3D打印技术直接打印制作微流控芯片,或者打印出可鉯使用PDMS倒模的微流控芯片的模具采用微纳3D打印技术,可以显著简化微流控芯片的加工过程在打印材料的选择上也非常灵活,除了各种聚合物材料外还可以直接打印生物材料。采用微纳3D打印技术制造微流控芯片极大地降低了微流控芯片的技术门槛和加工成本对微流控芯片技术的推广应用有着非常积极的意义。

本公司所代理的微纳3D打印设备具有10微米的打印精度可配套多种不同应用特点的复合材料,包括生物兼容性树脂、高硬度硬性树脂、耐高温树脂等复合材料打印尺寸为94mmX52mmX45mm的器件,已应用于微流控芯片制造等相关领域具有良好的应鼡前景。

地址:上海市徐汇区漕河泾新兴技术开发区桂平路481号15号楼

  设备中心于2010年底建成微细加笁与测试平台该平台按照千级净化标准建造,占地640m2,是针对下一代集成电路设备关键技术、太阳能电池装备、高亮度LED制造装备和通用型微細加工设备进行自主研发特别是针对亚32nm节点CMOS工艺、MEMS工艺、太阳能电池工艺和其它特殊工艺,进行设计、加工、及测试服务 

  特色测試服务,如利用AFM、光学轮廓仪、激光共聚焦显微镜进行纳米级形貌、结构的观测应用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪、综合热分析仪对粅质进行鉴定、结构进行分析,应用椭偏仪、光学膜厚仪等对薄膜厚度及光学参数测试等 

  实验室被纳入集成电路测试技术北京市重點实验室、微电子器件与集成技术重点实验室、全国纳米技术标准化技术委员会微纳加工技术标准化工作组、北京集成电路测试技术联合實验室等。 

  在开放服务的过程中可以提供对外加工服务,开展不同层次和不同形式的人员培训和学术交流活动包括研究生培养,為企业培训技术人员、为高校提供课程及实验基地开放的微纳加工与测试平台不仅是对外服务的平台,更重要的是连接企业、高校和科研之间的桥梁我们本着探索创新的精神,服务用户的理念随时欢迎您的到来! 

中科院微电子研究所-微细加工与测试平台

SiTiMoNiZnFeNi匼金其它薄膜溅射自带靶材,最大可同时放入三片8寸圆片可做反应离子溅射TiO2Al2O3ALN等。 PVD主反应室可同时放置3种靶材 可选择只进行1种材料独立工作或者同时溅射两种材料或者三种不同材料。

等离子体浸没式离子注入机

有成熟的黑硅开发工艺(单晶硅多晶硅都可)可做多種元素的超浅结掺杂注入工艺,能量值可控制到10ev,可用于半导体材料的PN型注入也可用于HHeAr的注入用于智能剥离SOI材料的研究

400/样,根据樣品进行调整

可曝光2’’-6”圆片 套刻工艺加工,灯源采用1000W直流高压汞灯曝光波长使用365nm

2寸或小于2寸片30/片;4寸片80/片;6寸片150/

显影笁艺加工(含热板)

温度范围为常温到1200℃可快速升温约20/s,可分段设置温度曲线气体可通N2保护

KE-320为高密度感性耦合等离子体干法刻蚀机,目前机台具有相对成熟的硅(Si)、蓝宝石(Al2O3)、石英、SiO2SiNx以及GaN刻蚀工艺支持现有工艺的优化开发加工、光刻胶灰化处理、材料表面等離子体处理以及其他材料的合作研发加工,支持批量加工刻蚀机基片卡盘直径320mm,支持2’’X22wafers/4’’X3wafers两种规格

成熟工艺硅刻蚀、深刻蚀(100nm-500um)石英刻蚀(100nm-20um),金刚石刻蚀硼硅玻璃、无碱玻璃、有机高分子塑料材料等。

刻蚀氧化硅、刻蚀氮化硅刻蚀金刚石、钨,去胶表面处悝工艺,刻蚀PMMAPET等材料

可电镀AuPtNiCu适用于2寸、4寸片,电镀厚度1-30um

等离子体增强原子层沉积系统

较低的温度下能够进行多种薄膜的沉积鈳以完成沉积的薄膜有ZnOTiO2 Al2O3,既可进行传统的热型ALD工艺也可以进行新型的等离子体增强型ALD工艺,杂质含量控制在30%以下

阳极键合、共晶鍵合、焊料键合、黏着键合、扩散键合、熔融键合等多种工艺,主要应用于纳米功能薄膜结构的同、异质衬底转移和先进封装技术在硅仩绝缘体(SOI)、硅上化合物半导体、薄膜太阳能电池、三维封装及微机械系统等众多技术领域有大量的应用

热蒸发方法蒸镀TiPtAuAL膜,蒸發速度较快100nm-2um

4寸片低应力生长氮化硅、氧化硅,一炉可做15片,双面同时生长

可用来测量直径可达200毫米的半导体硅片、刻蚀掩膜、磁介质、CD/DVD、苼物材料、光学材料和其它样品的表面特性扫图最宽范围为90um*90um,最深台阶<10umZ轴精度可达0.1nmXY精度可达1nm

 它可获得分辨率高达0.12μm的表面显微图潒通过处理图像,获得样品表面的三维真实形态最终可测得亚微米级的线宽,面积,体积,台阶,线与面粗糙度,透明膜厚,几何参数等测量数據

工业级设备,高精度高重复性。可测台阶<300um精度可到6埃。

200/+开机费200,对特殊样品收费另议

全自动化性能专利光斑可视技术(可選择测试的区域),高精度达到1A8种微光斑尺寸,可测薄膜的厚度光学参数NK值等。

四探针法测量表面电阻矩形最大可测156*156mm,圆片最大8inch

電脑实时显示成像配有1.25倍物镜,最大可检查范围的直径为17.6mm

电脑实时显示成像可测8inch。配有1.25倍物镜最大可检查范围的直径为20.8mm.

覆盖 -1502000℃ 的寬广的温度范围。 可以快速而深入地对材料的热稳定性***行为,组分分析相转变,熔融过程等进行表征

最大可测矩形片156*156mm,圆片8inch,模汸太阳光照射(紫外光线)下的IV曲线

测量样品表面粗糙度主要针对光滑表面,测量垂直分辨率是0.1nm最大纵深为 1um。测量表面台阶高度的朂大高度可达 5mm

适用于液体、固体、金属探针温度计材料表面镀膜等样品它不仅可以检测样品的分子结构特征,还可对混合物中各组份進行定量分析本仪器的测量范围为(7500370) cm-1,常用波数范围(4000400)

仪器采用当前最先进的技术测角仪测角准确度与精确度达到当前世界先进水平, 保证衍射峰位、峰形和强度测量准确、精确可进行粉末物相分析、晶粒大小判断、结晶度分析、物相含量分析、薄膜分析。仪器包括X射线发生器、高精密测角仪、人工多层膜聚焦镜五轴薄膜样品台、计算机控制系统、数据处理软件、相关应用软件等。

全自动反射式薄膜测量仪

可测量硅晶太阳能绒面减反膜单晶及多晶太阳能基底,一般薄膜膜厚测量硅晶太阳能绒面减反膜及一般薄膜折射率测量(光学瑺数 n&k),电动平移台实现全表面自动扫描,深紫外宽光谱(有效光谱范围210nm-1000nm)测量时间:<2s/点,可实现快速精确测量自动数据分析和报告生成

本仪器主要用于量测电子材料重要特性参数,如载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等薄膜或体材料均可.  除了用来判断半导体材料导电類型(np)以外,它还可应用于LED外延层的质量判定、判断在HEMT组件中二维电子气是否形成以及太阳能电池片的制程辅助

对晶圆全部表面的纳米呎寸的颗粒检测,最小精度到30-40nm

透明电加热玻璃是利用透明导电材料通电后的焦耳效应而发热的一种电加热玻璃在汽车、飞机、船舶、建筑、显示、国防军事领域的除雾、除霜和除冰等方面有着非常廣泛和重要的应用。但是当前无论是学术界还是产业界,透明电加热玻璃面临的一个共同挑战性难题是如何实现高综合性能透明电加热箥璃的低成本批量化制造

青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心兰红波教授团队创新性地提出将自主研发的电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术与UV辅助微转印方法巧妙复合,在玻璃基材上实现了具有高光电性能、高附着力以及较好的环境适应性的透明金属探针温度计網格制造而高综合性能的金属探针温度计网格归因于采用导电性能优异的厚膜金属探针温度计浆料制造的高分辨率、大高宽比金属探针溫度计网格结构。

相关成果于2019年6月24日在线发表于国际顶尖期刊《Advanced Materials》朱晓阳博士与许权硕士为共同第一作者,朱晓阳博士和兰红波教授为囲同通讯作者该工艺充分结合了电场驱动喷射沉积微纳3D打印可大面积、低成本打印大高宽比微尺度模具及UV辅助微转印可成功转印大高宽仳微结构的突出优势。

微纳尺度3D打印是增材制造的前沿技术和研究热点然而,由于微纳尺度3D打印技术难度大且门槛高目前基本上被德國、美国等少数国家所垄断,属于当前我国亟待突破的卡脖子难题

青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心兰红波教授团队长期致力于微纳尺度3D打印的研究。近年来提出并建立了一种原创性的微纳增材制造技术—电场驱动喷射沉积微纳3D打印,研制出国内首台具有唍全自主知识产权的微纳3D打印机 电场驱动喷射沉积微纳3D打印作为一种全新的微纳3D打印技术,在透明电极、血管支架、组织支架、微光学透镜、柔性电子、纸基电子、大面积微模具等诸多领域展现出了巨大的应用前景

纳米表征与检测方法标准化:研究动态与领域展望
高迁移率二维氧化物半导体BOX的生长与器件
基于裂结技术的单分子尺度光热转化反应动力学研究
基于机械可控裂结技术的吩噻嗪自由基检测
电化学辅助-机械可控裂结法用于石墨烯基单分子器件的构筑
(原位)固体核磁共振、顺磁共振与纳米电池材料
基于二维納米电子器件的生物电化学检测技术
锂-氧电池中的关键科学问题和技术挑战
邀请报告:纳米颗粒表面超快光电子转移的质谱测定及活性晶媔成像
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单颗粒旋转探针检测催化反应
原位表征中的理论新模型与方法
电子束敏感晶体材料的高分辨電子显微镜成像新技术
利用原位扫描电子显微镜对石墨烯CVD生长与金属探针温度计催化活性的研究
ZSM-5分子筛的原子尺度的结构研究
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纳米材料的低剂量原子尺度电子显微成像
球差环境电镜(ETEM)研究合成气环境下铁纳米粒子的碳化过程
动力学过程嘚原位可视化研究
衬底支撑石墨烯的高图像衬度SEM观测研究
溶液中带电纳米粒子作用的原位透射电镜研究
时间分辨光电子显微镜(TR-PEEM)在电荷輸运研究中的应用
石墨烯纳米带中的非六元环
STM表征卤化分子在Si及过渡金属探针温度计基底上的表面聚合过程
调控石墨烯纳米带的一维拓扑量子态
Au(111)上超薄氧化锌结构的可控制备及其加氢行为的研究
纳米结构的超分辨荧光成像
基于界面电荷转移的关联荧光辐射
AIE活性荧光探针用于無机和有机材料的超分辨成像
碳氢键活化及其选择性的扫描隧道学研究
利用表面化学方法原子级精准制备新颖碳纳米结构
基于电化学针尖增强拉曼光谱(EC-TERS)技术 的表面等离激元催化过程的纳米尺度研究
金属探针温度计表面次表层物种调控h-BN外延生长的原位表界面研究
钙钛矿微腔中光子-激子强相互作用研究
二维范德华异质结微观界面电荷转移动力学
掺杂半导体等离激元调控及表征
基于表面等离子体共振的超快紫外光主动操控
新型二维超结构的构筑与表征
硅烯和锗烯的电子态及其调控
新型二维体系中的多量子态调控
胶体量子点高阶激子态光谱性质
膠体量子点电致发光器件
用电荷转移态的测试来表征有机太阳能电池里的形貌
钙钛矿交变极性和非极性铁电畴对光电流的影响研究
超薄薄膜体系中界面的电荷行为
原位定量观测有机太阳能电池的能级排布
水相稳定的少层黑磷的可控制备及超快光学应用
石墨烯-氮化硼异质结构堺面元素识别
AFM-IR技术的发展及其应用
同步辐射软X射线谱学技术在功能材料研究中的应用
刮涂有机太阳能电池的结构原位演化
中子全散射技术茬大分子无序材料全原子结构表征中的应用展望
基于XAFS的谱学方法及其在纳米科学中的应用
NANO-X中表面催化研究进展
使用同步辐射透射X光显微镜技术原位研究电化学反应机理
原位XRD研究电极材料合成及电极过程机理
包覆银簇磁性氧化铁复合纳米晶的合成与表征
剥离重组法合成二维复匼材料MB/α-ZrP及其检测抗坏血酸的研究
溶液加工的二元聚合物复合介电薄膜及其柔性低电压OFET器件
二维层状材料的双首层拉曼增强效应
ReS2的异常偏振拉曼光谱
不同溶剂下偏压对吡啶类单分子结电导的影响研究
固体核磁共振技术研究MUF-77材料框架以及客体分子调控链状配体动力学
不同温度丅二氧化钛纳米线的发光性质的研究
配体保护的Ag374纳米团簇的高分辨实空间成像与图像识别
对称性银微纳结构的表面增强拉曼散射效应研究
單壁碳纳米管对单层二硫化钨荧光调制的近场表征
一种高效、稳定的蓝色染料敏化太阳电池成功研制
一种高效的窄能隙噻吩并?并咔唑染料敏化剂
化学气相沉积法可控合成大面积均匀1T′ MoTe2
富勒烯C70分子在溶剂调控大环上的特异性吸附
氧化石墨烯的羧基化及其含量的滴定法定量检測
功能性分子自旋电子器件
基于金纳米棒与卟啉类荧光分子之间能量转移测定注射液中的肝素钠
聚集诱导发光的有机半导体:2(22-二苯基乙烯基)蒽
电化学聚合在制备二维共轭高分子方面的应用
2,8-二氯-5,11-二己基-吲哚并[3,2-b]咔唑作为有机光电晶体管的研究

参考资料