國產納米晶體結構快速解析儀器面世

國產納米晶體結構快速解析儀器面世

美 子

本項研究在實驗室進行ABF晶體的鐳射輸出演示

研製儀器主機外觀圖

本項研究中全固態真空紫外 激光器的器件

研究團隊在實驗室演示

國產納米晶體結構快速解析儀器面世

中國科學院廣州地球化學研究所早前宣佈，該所研究團隊在納米晶體結構解析技術與儀器研製方面取得重大突破：成功攻克三維電子衍射技術測定微納米晶體樣品漂移難題，並研製出我國首台國產納米晶體結構快速解析儀器。這標誌著我國在高端科學儀器自主研發領域邁出關鍵一步。

“該自研國產儀器與國際上僅有的兩家國外公司最新產品基本同步，將大幅提升我國在材料科學、化學、地球與行星科學等基礎研究領域的原始創新能力。”研究員表示，納米晶體結構快速解析儀器的問世，不僅填補了我國在納米晶體結構分析儀器領域的空白，更為解決國家在數據、材料、生命科學等領域的“卡脖子”問題提供了關鍵技術支撐。+

亞微米至納米尺度晶體結構解析是深空深地探索、納米功能材料應用等領域的關鍵支撐。研究人員指出，長期以來，傳統單晶X射線衍射技術難以突破納米尺度解析瓶頸，而國外同類儀器與軟件存在成本高昂、操作複雜、演算法受限等壁壘。二○一八年，三維電子衍射(3DED)技術入選《科學》年度十大科技突破，標誌着微納米尺度晶體結構解析技術誕生，晶體結構表徵進入原子精度時代。

目前，全球僅有兩家企業推出商品化3DED儀器，它們是日本電子公司與日本理學公司於二○二三年聯合發佈XtaLABSynergy-ED，歐洲Eldico公司於二○二四年推出EldicoED-1。然而，國際廠商對核心演算法嚴格封鎖，特殊應用場景定制成本高昂，嚴重制約了我國相關領域的科研進展。面對這一技術壁壘，研究團隊堅持自主創新，基於國產場發射電子槍及高壓電源等核心部件，通過高精度控制技術和智能補償演算法等核心技術突破，成功研製出首台國產“納米晶體結構快速解析儀”。

研究人員介紹稱，該儀器成功攻克了三維電子衍射中樣品漂移校正的難題，將漂移量控制在二百納米以內，實現了低漂移條件下納米級樣品顆粒的高精度定位分析，確保了複雜基體樣品中納米晶體結構的精確解析。

該儀器具備納米級晶體和礦物的物相與結構高通量快速測定能力，開發進度和技術水平與國際最新產品基本持平，部分參數略優，打破了國外技術壟斷。

目前，該技術已成功應用於“王焰鈀礦”、“氧鉛燒綠石”兩種新礦物的結構解析，並獲得國際礦物學會的正式承認，批准其命名。利用該技術，研究團隊還證實了早期地球深部水可賦存於布裡奇曼石晶格中，相關成果發表於《科學》。

美子