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關(guān)于INSTEMS系統(tǒng)

原位透射電子顯微分析方法是實(shí)時觀測和記錄位于電鏡內(nèi)部的樣品對于不同外場如力、熱、電等激勵信號的動態(tài)響應(yīng)過程的方法，是當(dāng)前物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征科學(xué)中**穎和**發(fā)展空間的研究領(lǐng)域之一。受限于透射電鏡樣品室狹小的空間及特殊的結(jié)構(gòu)，目前商業(yè)化的透射電鏡原位力學(xué)樣品桿多采用探針式力場加載，無法實(shí)現(xiàn)雙軸傾轉(zhuǎn)，大大限制了研究者從原子尺度下原位研究材料的力學(xué)行為及變形機(jī)制。針對這一世界性技術(shù)難題，百實(shí)創(chuàng)公司專項開發(fā)的INSTEMS系列透射電鏡用原位原子尺度雙軸傾轉(zhuǎn)力、熱、電一體化綜合測試系統(tǒng)擁有獨(dú)特創(chuàng)新設(shè)計的MEMS芯片以及與之相匹配的微驅(qū)動系統(tǒng)，保證了樣品在透射電鏡毫米尺度空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)力場與熱場或電場耦合加載條件下，同時具備大角度正交雙軸傾轉(zhuǎn)功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在多場耦合加載下材料原子尺度顯微結(jié)構(gòu)及其性能演化的原位觀察與記錄。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)1200℃高溫下力熱耦合加載，**驅(qū)動力大于100mN，驅(qū)動行程大于4μm，*小驅(qū)動步長低于0.5nm，達(dá)到國際**水平，極大的擴(kuò)展了透射電子顯微鏡在材料科學(xué)原位研究領(lǐng)域的應(yīng)用。

本系統(tǒng)與各大品牌電鏡有優(yōu)異的機(jī)械及電磁兼容性，穩(wěn)定性高，保證電鏡原有的分辨能力。整合了獨(dú)特創(chuàng)新設(shè)計的MEMS芯片與微型驅(qū)動器的高集成Mini-lab原位樣品搭載平臺，保證了不同形狀、性質(zhì)的樣品在TEM中有穩(wěn)定的力、熱、電加載實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并能精確控制參數(shù)變量；通過更換不同Mini-lab實(shí)驗(yàn)臺，可以靈活的實(shí)現(xiàn)力、熱、電單場或任意兩場耦合加載，并能做到互不干擾。精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計保證樣品能在場加載條件下實(shí)現(xiàn)大角度雙傾，結(jié)合皮米級超高精度控制系統(tǒng)，確保顯示的原子像無抖動、分辨率高。功能強(qiáng)大，操作便捷的控制軟件提供了豐富的加載模式，并實(shí)時收集與處理數(shù)據(jù)，滿足用戶不同條件下的實(shí)驗(yàn)與測試設(shè)計要求。

可實(shí)現(xiàn)多場耦合加載：

ISTEMS系列產(chǎn)品具有高度集成的可定制化微型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過更換不同功能的微型實(shí)驗(yàn)臺（Mini-lab），該系列可靈活施加力、熱、電等多種外場組合。

Mini-lab獨(dú)特的MEMS芯片設(shè)計和新穎的集成策略解決了小區(qū)域多場耦合加載兼容性難題。可獨(dú)立控制多場加載，避免相互干擾。

原子尺度分辨率：

INSTEMS系列結(jié)構(gòu)緊湊的微型實(shí)驗(yàn)臺和特殊設(shè)計的β軸傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)**融合了多場耦合施加和雙軸傾轉(zhuǎn)功能，可輕松實(shí)現(xiàn)原子尺度分辨的動態(tài)觀察。

高精度控制與測量：

超靈敏微型驅(qū)動器

穩(wěn)定的四電極MEMS芯片

可靠的電學(xué)連接

無干擾的電路布局

強(qiáng)大的高精度多通道源表

確保INSTEMS系列產(chǎn)品可同時實(shí)現(xiàn)高精度加熱、pm級驅(qū)動控制和pA級電信號測量。

適用范圍極寬、功能易于擴(kuò)展：

INSTEMS系列適用于多種形態(tài)尺寸的材料（適用于塊體以及一維、二維納米材料）；

可實(shí)現(xiàn)多種類型的多場耦合施加（熱-力-電耦合）；加載靈活，可對樣品進(jìn)行拉伸加載、壓縮加載、彎曲加載，也可進(jìn)行納米壓痕實(shí)驗(yàn)；同時可根據(jù)用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展。適用于大部分固體無磁材料的研究。

關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：

* 列出參數(shù)取決于Mini-lab型號與電鏡狀態(tài)。

硬件說明：樣品桿部分包含雙軸傾轉(zhuǎn)樣品桿與配套的Mini-lab實(shí)驗(yàn)臺，MET型號樣品桿可兼容所有類型的Mini-lab實(shí)驗(yàn)臺。

軟件控制：力、熱、電三場都具有豐富的加載模式可供選擇：力場可選擇單向拉/壓加載或循環(huán)加載；電場擁有7種可供選擇的波形加載；熱場可自由設(shè)置溫控程序。

應(yīng)用范圍

1. 高溫環(huán)境下的力學(xué)行為

在力場與熱場條件下原位實(shí)時觀察材料原子像，并能獲取成分信息。可應(yīng)用于加速蠕變、高溫相變、元素擴(kuò)散、高溫塑性變形、再結(jié)晶、析出相與位錯的關(guān)系等方面的研究。

原位原子尺度研究高溫合金相在高溫下（1150℃）的形變機(jī)理

原位觀察超級合金在400℃與750℃下塑性變形過程

2. 高溫環(huán)境下的電學(xué)行為

在熱場與電場條件下原位實(shí)時觀察材料原子像，并獲取電場數(shù)據(jù)。可應(yīng)用于熱電材料、半導(dǎo)體、相變存儲、電場可靠性分析、介電材料等領(lǐng)域的研究。

3. 力與電場的交互行為

在力場與電場條件下原位實(shí)時觀察材料原子像，測量和控制樣品電信號。可應(yīng)用于壓電材料、鐵電材料、鋰離子電池、柔性電子器件等領(lǐng)域的研究。

4. 力場、熱場、電場單場條件下的材料組織變化

可定量的控制單力場、熱場、電場施加于樣品，并實(shí)時原位的觀察樣品原子像及成分信息。

高熵合金900℃條件下觀察元素擴(kuò)散