91儀器信息網(wǎng)訊 據(jù)人民網(wǎng)-日本頻道消息，6月18日，日本大阪府發(fā)生里氏6.1級地震，位于大阪府茨木市的大阪大學超高壓電子顯微鏡中心也遭遇強烈晃動，每臺價值約23億日元(約合人民幣1.36億元)的電子顯微鏡有兩臺受損，修復需要花費1年以上。受地震影響，一些世界頂級科研項目或出現(xiàn)停滯。

該中心這兩臺高端顯微鏡，一臺正是日立高新生產的H3000 UHVEM(3 MV ultra-high voltage electron microscope，300萬伏超高壓電子顯微鏡)，其高度為17米，使用世界最高電壓對于較厚樣品也能進行觀察；另一臺則是日本電子生產的Materials- and Bio-Science UHVEM(物質及生命科學超高壓電子顯微鏡)，其高度為12米，能在一秒鐘內對每一個原子的運動進行1600次拍攝。這兩臺電子顯微鏡可以觀察到從物質及生物的微細結構到物質受到放射線損傷的情況，能觀察到納米級的微小結構。

此次地震致使產生高壓的零部件脫落，對精密度有嚴格要求的電子加速器嚴重變形等，兩臺顯微鏡都遭受致命性打擊。該中心主任保田英洋無奈地表示，已經完全不能使用，將與廠家等商談進行修理，完全修復需要花費1年以上。

下面來了解一下這兩臺平均造價約合人民幣1.36億元的高端電鏡：

H3000 UHVEM（日立高新）

3MV超高壓電子顯微鏡(日立H-3000)是基于各種先進技術開發(fā)的，如高壓發(fā)生電路的高穩(wěn)定性，功率損耗的降低，物鏡響應的改善，負離子去除設備，遙控系統(tǒng)和在線圖像處理系統(tǒng)等。H-3000被許多領域的研究人員廣泛使用，包括材料科學，納米技術，生物學和醫(yī)學科學等。 H-3000的典型優(yōu)點可以總結如下：

◆ 樣品的最大可觀察厚度顯著增加

◆ 大樣品室可以進行各種原位觀察

◆ 通過高能電子和材料中構成元素之間的相互作用形成晶格缺陷引入和/或非平衡相形成。

主要規(guī)格參數(shù)

1.高壓發(fā)生器

對稱的Cockcroft-Walton電路：35-stage

高壓水箱的耗電量：1千瓦以下

加速電壓：

正常：3.0 MV(3000 kV)

平均：0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 MV

最大：3.5 MV

高壓穩(wěn)定性：小于2.0×10-6 / min

2.電子槍和加速管

陰極：LaB6單晶(熱型)

電子束電流：最大20A

加速管：22 kV/step × 138 steps (3 MV)

絕緣氣體：SF6(4原子)

3.照明鏡頭系統(tǒng)

離子捕獲系統(tǒng)：電子束移位

鏡頭構成：雙聚光鏡

波束角：小于10-3 rad

4.成像鏡頭系統(tǒng)

鏡頭配置：六步鏡頭系統(tǒng)(無圖像旋轉)

放大率：200-1,000,000(30-step switching)

電子衍射相機長度：最長14米(six-step switching)

分辨率：0.14 nm

物鏡

磁動勢：最大23 A / V1 / 2(3 MV)

焦距：小于11mm

球差系數(shù)：小于10mm

色差系數(shù)：小于10 nm

調焦點：最小5 nm

5.樣品室

進樣類型：頂進式和側進式

頂部入口傾斜角度：±30度(雙傾斜)

側入式傾斜角度：±45度(雙傾斜)

試樣位移：±1mm(機械系統(tǒng))

±1.5 micro-m(電氣系統(tǒng))

真空度：5×10-6 Pa(無油真空系統(tǒng))

6.相機室

成像系統(tǒng)：imaging plate(32張×2)

film(50張×2)

熒光物質：P22，YAG

熒光屏：最大60×80mm

攝像系統(tǒng)

高分辨率類型：1125線HARP相機

高感光度類型：4K x 4K像素慢掃描

CCD相機

視頻錄制：NTSC制式HARP相機

7.遠程控制系統(tǒng)

操作系統(tǒng)：用于遠程操作的控制臺面板

控制系統(tǒng)：PC和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)：X射線和氧氣監(jiān)測器

Materials- and Bio-Science UHVEM（日本電子）

Materials- and Bio-Science UHVEM(材料和生物科學的超高電壓電子顯微鏡)具有高空間分辨率觀察厚度高達幾微米厚的厚試樣的巨大優(yōu)勢，這是由于高能電子滲透到試樣中具有良好的滲透性。利用這一優(yōu)點，對器件、細胞等的納米結構特征，特別是從納米到皮米尺度的三維結構分析的研究是具有重要意義的。

利用附加的電子直接探測高速記錄系統(tǒng)，對于具有微秒時間尺度的材料納米過程，原位觀察是可能的。例如，可以在高空間和時間分辨率下研究光子和材料之間的相互作用。另一方面，通過與直接電子檢測相機的組合，利用附加的穩(wěn)定的低溫階段，生物和軟材料樣品能夠在自然條件下被觀察到，且沒有輻射損傷。

主要規(guī)格參數(shù)

1.高壓發(fā)生器，電子槍和加速管

Two tanks(加速管和Cockcroft-Walton電路)

Cockcroft–Walton circuit

加速管：33 steps

加速電壓：

正常：1.0，0.8 MV

最大：1.1 MV

高壓步長：1 kV

高壓穩(wěn)定性：小于8×10-7 / min

陰極：LaB6單晶(熱型)

光束電流：最大：10μA

絕緣氣體：SF6(0.4MPa)

2.成像鏡頭系統(tǒng)，分辨率和觀察模式

分辨率：

點分辨率：0.16 nm

晶格分辨率：0.10 nm

物鏡

物鏡穩(wěn)定性：小于5×10-7 / min

放大：

低倍率模式：x200?1,500(9steps)

變焦放大模式：x2,000?1,200 k(30steps)

選定區(qū)域縮放模式：x20 k?600(10steps)

選定區(qū)域衍射模式：小于10.0 nm·mm(10steps)

3.低溫樣品室

試樣溫度：小于100K

低溫傳輸系統(tǒng)：小于100K

4.圖像記錄系統(tǒng)

用于監(jiān)視的CCD相機

1 k CCD相機，以獲得廣闊的視野

2 k CCD相機用于圖像和衍射記錄

4 k直接電子檢測相機

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