中国科学院纳米标准与检测重点实验室

基本信息 开放实验室名称中国科学院纳米标准与检测重点实验室
类型中科院重点实验室
认定部门中国科学院认定时间2009年12月
依托单位国家纳米科学中心
所属功能平台
所属领域新材料
负责人
服务特色中科院纳米标准与检测重点实验室是对国内外开放的院级重点实验室和多学科交叉的前沿科学研究基地。实验室的总体目标是开展纳米测量与标准领域的相关基础研究,聚焦单原子、单分子、单个纳米颗粒、纳米材料集合体等不同层次的精确、原位、实时表征测量方法及其标准化研究,发展纳米尺度精确、灵敏、原位、实时的物理和化学性质的先进表征与测量方法及其标准化研究,提升纳米测量精度和量值溯源能力,从而促进纳米结构理化性质测试方法的国际标准和国家标准的建立;并在发展新的纳米表征和检测方法的基础上,研究低维纳米材料结构与性能的关系并探索功能分子材料和纳米材料的组装和功能物性,从而拓展先进分析检测技术在纳米技术的实际应用,研发相关仪器设备,并通过参与国际和国内标准化活动,协调、引领国内纳米技术标准化发展,主导建立我国纳米标准体系。通过建立纳米检测与表征的开放性研究平台,推动纳米技术标准与检测领域的国内外学术交流,培养纳米标准制定、检测技术与仪器研制方面的专业人才,为国内纳米检测领域提供服务,促进国家纳米科技产业健康、有序、规范发展,为我国纳米产业参与国际竞争提供技术保障。实验室由纳米测量与表征新技术、纳米检测中心和纳米物质与技术标准化三个科研单元构成。主要研究内容:纳米测量与表征技术,纳米测量标准,纳米标准物质,生物分子结构与功能,低维材料工程与应用,纳米材料理论模拟。
科研队伍和骨干专家实验室围绕标准与检测方向总体目标,建立了专业结构合理的研究队伍,现有科研人员和工程技术人员61人,其中研究员及教授15人(国家杰出青年科学基金获得者2人,中科院“百人计划”入选者3人,国家“青年千人”计划入选者1人,“中国标准化十佳研究者”称号获得者1人,引进杰出技术人才计划1人,中国科学院现有关键技术人才1人,)。
科研成果中国科学院纳米标准与检测重点实验室在扫描探针显微技术、纳米电学与光学测量技术等基础研究领域取得了一批有国际影响的创新成果,初步建立了我国纳米测量领域的标准体系,发展了系列化的标准物质和标准方法。近几年已经在国内外学术期刊发表论文500余篇,申请专利120余项,制定了15项标准,发布了31项标准物质。代表性研究成果有: 单分子体系物理化学性质和分子量子态调控的研究。升级和优化了超高真空低温扫描探针显微镜系统,实现了对单个分子内化学结构的原子分辨成像,并且第一次获得了分子间氢键作用的实空间图像,为分子化学键理论的实验研究提供了一种全新的技术方法(Zhang et al., Science, 2013, 342, 6158)。 多肽组装的单分子表征。在单分子水平实现了多肽界面组装结构的高分辨表征,揭示了多肽组装中的吸附构象、界面相互作用规律,有助于深入理解多肽组装过程中侧基结构、序列等对组装过程、组装驱动力以及组装结构的影响,对于淀粉样多肽组装有关的疾病发生发展机理以及疾病的治疗具有重要指导意义(J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 2181;J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 18528)。 纳米标准的制定和纳米标准物质/样品。完成并发布了3项纳米技术国际标准、12项国家标准,发布了31种纳米标准物质,引领了我国纳米检测标准化工作,提升了我国在纳米标准物质制备、检测标准制定、纳米尺度的先进检测技术领域研究的水平,增强了我国的话语权。
代表仪器设备

名称1

超高真空-低温/变温-扫描探针显微镜系统

原值(万元)

640.38

厂商及型号

德国Omicron公司

UHV-VT/LT-SPM

主要性能

参数

真空度:<1×10-10   Torr

工作温度:在液氦、液氮条件下可达5K77K

分辨率:平面内成像   X/Y 分辨率< 0.1 nm,反馈回路Z 分辨率   0.01 nm

STM电流噪音:<500fA

qPlus   AFMSTM同时成像

功能用途

用于单分子尺度电学、力学等性质测量,配有原位样品生长制备设备,可同时进行STMqPlus原子力显微镜扫描,测量表面形貌和表面电子态密度、三维力谱、表面电势分布等物理化学性质。

名称2

200kV场发射透射电镜

原值(万元)

776.50

厂商及型号

美国FEI公司

Tecnai   G2 F20 U-TWIN

主要性能

参数

最高加速电压200   kVSchottky热场发射电子枪;晶格分辨率   0.10 nm,点分辨率 0.19 nm

信息分辨率   0.12 nmSTEM分辨率   0.14 nm;最小束斑尺寸≤0.3nm;最小能量分散   200kv0.7eV或更低;放大倍数   25×-1000k×;最大倾转角 ± 24°X射线能谱分辨率   136eV,分辨范围 Be-U

功能用途

观察各种材料的微观结构并对样品进行纳米尺度的微区分析,如:形貌观察,高分辨电子显微学研究,电子衍射,衍射衬度成像,电子能量损失谱分析及能量过滤成像,X射线能谱分析,原子序数Z-衬度成像等。

名称3

SEM/FIB双束系统

原值(万元)

650.00

厂商及型号

美国FEI公司

Nova200   NanoLab

主要性能

参数

分辨率:电子束   1.1 nm @ 15kv

离子束 7   nm @ 30kv

沉积材料:PtSiO2

最小沉积线宽(Pt):电子束   20nm;离子束 50nm

刻蚀材料:Si,SiO2等;

最小刻蚀线宽(Si)<15nm

功能用途

微纳米级结构的加工与表征,主要包括:(1)   电子束/离子束成像;(2)离子束刻蚀加工;(3)   电子束曝光; (4)离子束/电子束沉积金属Pt,绝缘体SiO2   (5) XeF2绝缘体增强刻蚀。


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