微纳金属3D打印技术应用：AFM探针？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-03 12:12 标签： 金属探针

扫描探针显微镜（AFM）在科学领域内应用十分广泛，其扫描针尖的寿命和性能对于AFM的使用具有决定性的作用。纳米针尖在使用一段时间后极易磨损，提高其使用寿命和精度，降低设备的使用成本是当前重要的工程问题，也具有工程意义。同时中国是世界上最大的纳米探针消费市场，具有大量的纳米科学科研实验室和公司，因此开发高寿命高精度纳米针尖的商业价值非常可观。

本项目基于石墨烯的纳米探针包裹技术，优化其制造过程并形成完整的产业化标准，实验结果表明石墨烯纳米探针表现出优异的稳定性，疏水性和压电性，并可大幅提高纳米针尖的使用寿命和测量精度，因此具有广阔的市场前景和商业价值。除了包覆纳米探针的新技术之外，后续项目组也将在复杂结构器件涂层等领域进行多项技术的开发。例如将使用二维材料制备高品质的先进打印材料(墨水)，使得该打印材料具有可控的粘度、表面张力、密度等参数，同时开发相应设备，实现喷墨打印技术的高效喷射。项目组将首先研发可用于印刷电路的石墨烯墨水，并开发基于具有压电特性的2D材料的打印墨水，利用压电特性开发可自供电的印刷电路。另外，还会开发含石墨烯等二维材料的打印材料，开发电喷射雾化针尖阵列的微制造技术，加速3D打印过程。随着3D打印技术的广泛应用和在不同领域的潜在前景，本项技术的未来市场将非常可观。

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热电材料能够实现热电转换，具有安全、节能、环保等优点，近年来备受关注，许多学者也围绕其开展了大量的研究工作。在本文，仪器信息网为大家盘点了热电材料研究实验室常用的制备与表征仪器清单。

国内研究热电材料的课题组众多，在小编的雷达范围内，整理归纳了其中四个课题组的仪器展示表格：1.中国科学院上海硅酸盐研究所热电转换材料与器件研究课题组；2.中国科学院金属研究所热电材料与器件课题组；3.同济大学材料科学与工程学院热电课题组；4.哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院热电材料课题组。

一、中国科学院上海硅酸盐研究所热电转换材料与器件研究课题组

（课题组长：史迅研究员；副组长：柏胜强高级工程师；科研队伍：陈立东研究员、姚琴副研究员、瞿三寅副研究员、仇鹏飞副研究员等）

该课题组主要从事高性能热电材料的设计、制备与性能优化以及高性能热电器件的设计、制造与集成方面的研究，主要内容包括：1.声子液体电子晶体材料 (类液态材料)；2.类金刚石结构；3.笼状化合物；4.有机热电材料和有机/无机复合热电材料；5.热电薄膜与微型热电薄膜器件；6.高性能热电器件设计与制造技术；7.热电空调/发电系统设计与集成技术；8.热电材料与器件测量技术。

放电等离子体快速烧结设备

 霍尔系数测试设备

电导率及塞贝克系数测试设备 

X射线广角/小角衍射设备

二、中国科学院金属研究所热电材料与器件课题组

（课题组长：邰凯平研究员；小组成员：康斯清工程师）

该课题组长期从事功能材料设计、制备和性能表征方面的研究工作，以界面性质对材料物理、化学性能调控作用的共性基础科学问题为研究主线，主要研究内容包括：低维热电材料；多物理外场耦合仿真环境原位透射电镜表征；纳米结构抗辐照损伤材料。在原位透射电镜技术领域的成果被Science（350，9886，2015）、Chem Rev（116，11061，2016）、Adv

多靶磁控溅射沉积系统-1

多靶磁控溅射沉积系统-2

等离子体处理/原位TEM样品杆预抽系统

微束/飞秒激光微纳加工系统

电子束/热蒸发镀膜系统

3Omega频域法热导率测试系统

自主研制的各种类型原位仿真环境（JEOL/FEI）TEM样品杆

三、同济大学材料科学与工程学院热电课题组

（课题组长：裴艳中教授；小组成员：李文副教授）

该研究小组主要针对当前热电材料转换效率较低这一技术瓶颈，从热电材料所涉及的基本物理及化学问题出发，设计和开发出高转换效率热电材料和器件。立足于前期工作的基础之上，今后具体的研究对象主要集中在半导体材料，研究内容主要包括：1.先进的材料制备方法；2.电、热、光、磁及微观结构的表征方法；3.能源材料性能所隐含的基本物理及化学问题；4.理论指导下的新型能源材料设计和开发；5.其它应用背景的半导体新材料的研究与开发。

霍尔系数/塞贝克系数/电阻率同步测试 2个样品同时测试，300~900K，磁场1.5T

塞贝克系数/电阻率同步测试系统 2个样品同时测试，300~1100K

室温塞贝克系数测试系统

电弧熔炼系统高温热压系统（升温速率＞1000C/min）

台式扫描电镜&能谱


四、哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院热电材料课题组

（课题组长张倩教授，学术顾问刘兴军教授）

该课题组正式成立于2016年秋。主要研究方向为：热电半导体能源材料的电声输运调控、热电器件的设计与效率提升，柔性可穿戴发电与制冷器件。采用与相图工程和机器学习相结合的手段，优化传统热电材料，开发新型热电材料，促进热电发电与制冷的大规模商业应用进程。

电阻率/温差电动势测试仪-CTA


需要说明的是，以上仪器设备展示仅根据各课题组网站信息整理，并非各课题组实验室仪器的全部配置。因此，小编特整理了热电材料研究实验室常用的制备与表征仪器清单，供君参考。

热电材料研究实验室仪器配置清单

马弗炉/电阻炉/管式炉/实验炉

悬浮熔炼炉/电弧熔炼炉

电子束/热蒸发镀膜设备

赛贝克系数/电阻率测试系统

3月23日“热电材料表征与检测技术”主题网络研讨会

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