在聚焦离子束系统中进行集成电路显微探测的应用实例研究

在模拟集成电路的设计开发中，需要对集成电路芯片内部信号的时序和电平进行精确的测量。这在过去是以光学显微镜和微型机械探针相结合的机械显微探测法来实现的，但是，对于当今半导体技术下的集成电路内部微小线宽互连几何结构，光学显微镜已无法提供足够的图像分辨率且无法保证探针的准确放置，面更小几何尺寸半导体工艺的进一步发展却要求探测工具具有越来越高的探针放置精度和空间分辨率，应用微型机械探针和聚焦离子束扫描离子显微镜相结合的新的机械探测技术，已经在这一领域进行了一些实例研究。本文重点阐述在一模数混合信号器件设计开发过程中，从芯片内部调试获取一人需10纳秒延时的600mV模拟电压跃升信号的应用实例研究。

在聚焦离子束系统中进行集成电路显微探测的应用实例研究

在模拟集成电路的设计开发中，需要对集成电路芯片内部信号的时序和电平进行精确的测量。这在过去是以光学显微镜和微型机械探针相结合的机械显微探测法来实现的。但是，对于当今半导体技术下的集成电路内部微小线宽互连几何结构，光学显微镜已无法提供足够的图象分辨率且无法保证探针的准确放置。而更小几何尺寸半导体工艺的进一步发展却要求探测工具具有越来越高的探针放置精度和空间分辨率。应用微型机械探针和聚焦离子束扫描离子显微镜相结合的新的机械探测技术，已经在这一领域进行了一些实例研究。本文重点阐述在一模数混合信号器件设计开发过程中，从芯片内部调试获取一个需10纳秒延时的60OmV模拟电压跃升信号的应用实例研究。

近紫外波段频分复用荧光显微探测技术研究

分析了多路频分复用并行显微荧光探测的基本原理,即把激发光分成多束,对每一束进行不同频率调制,聚焦到生物样品的不同位置,激发产生相应频率的荧光信号,再对光电倍增管(PMT)接收的荧光信号进行分频解调,实现实时、并行和高分辨率的探测技术。搭建了激发光源为405 nm近紫外激光的双路方波调制荧光显微探测系统,实验探测了老鼠神经细胞显微形态,分析解调了双点荧光能量随时间变化的曲线。并研究了荧光显微成像系统放大率、时间分辨率等技术参数,还通过数值分析给出了避免各通道间信号串扰的条件。

单细胞结构与功能的原子力显微镜研究

首先强调了研究单细胞的生物学意义;介绍了原子力显微镜作为一种显微探测和操纵工具的主要特点及其在生命科学特别是在单细胞研究中的巨大优势。回顾了国内外有关AFM在单细胞表面形态与结构、活细胞的力学响应和生理过程的监控、细胞间粘附力的测量和肿瘤的科学诊断等研究中的应用情况;并结合自己在肿瘤细胞形态研究中的经验和体会对AFM在细胞研究中的深入研究进行了探讨。

基于受激增益与自发衰减的激发-探测显微技术

基于激发-探测显微技术研究受激增益与自发衰减现象。采用脉冲二极管激光器(λ_(pu)=635 nm作为激发光束)与锁模掺钛蓝宝石激光器(λ_(pr)=780 nm作为探测光束)。受激增益部分,发射光束在频率f_1被调制,利用光电二极管作为探测器(PDA 36A,Thorlabs),探测光被相应地解调来提取透射方向的信号;自发损耗部分,探测光束在频率f_2被调制,从探测荧光由光电倍增管以反射模式解调自发损耗信号。所有情形下使用高性能锁模放大器(HF2LI,Zurich Instruments)。锁模放大器的输出信号接着输入扫描单元的A/D通道用于图像重构。扫描速率设为频率500 Hz,与锁模放大器1.99 ms的时间常数相匹配。由解调荧光信号获取背景大大减少的荧光寿命和光学部分属于散粒噪声的图像。另外,此技术改善信噪比,提高类似多光子显微镜的穿透深度,无须昂贵的飞秒激光器。

基于薄膜光场调控的无标记显微成像、传感及其应用研究进展(特邀)

光学薄膜广泛应用于光学仪器和测控技术中,充斥着我们生活的方方面面,使我们的生活更加丰富多彩。不同于常规的光学薄膜应用场景,本综述重点介绍如何将光学薄膜与光学显微成像结合起来。研究方案主要是:基于负载表面等离子体波的贵金属薄膜、具有光子带隙结构的介质多层薄膜,研制出应用于无标记显微探测的平面薄膜光子元件。得益于其平面结构特性与成熟的制作工艺,该类薄膜光子元件可兼容常规明场、宽场显微成像系统,可以作为被测样品的衬底或成像系统的插件。借助于薄膜与光波的近-远场相互作用特性,该器件可以调控系统的照明光场,如实现暗场照明、全内反射照明、边缘增强照明等。通过照明方式的改变,提升成像的对比度、探测灵敏度,进而发展出多模式、高灵敏度、高对比度、无标记光学显微成像与传感系统。为充分发挥该系统结构简单、宽场、高灵敏度、无标记成像的特点,将其应用于环境光子学领域,实现了真实大气环境中单个超细颗粒物吸湿增长过程的原位、实时、无损表征,有望为大气雾霾溯源与追因研究提供有力的科学支撑和技术工具。

植物中活性氧信号转导及其检测方法研究进展

活性氧(ROS)作为一种重要信号分子在植物体生命活动的多方面发挥着关键作用。为对活细胞内的ROS分子进行研究分析,人们发展出了多种检测手段。其中,荧光探针作为一种高度灵敏、直观的标记技术,在植物ROS研究中得到广泛应用。近年来,通过蛋白质工程和基因工程技术,研究者们基于绿色荧光蛋白创造出一批新型的特异性荧光探针,为进一步探索植物体内ROS信号途径提供更有力的工具。本文概述了植物细胞中ROS信号转导通路,并总结针对不同ROS组分的多种研究方法,尤其对利用荧光探针标记技术检测胞内ROS的研究进展进行详细介绍。

第四纪测年研究新进展

第四纪与人类的关系及其在地质历史中的重要位置,需要高精度高分辨率的测年。第四纪地质学家们改进、发展了许多第四纪的测年方法。文章主要从岩石地层法、生物法、磁性地层法、考古法、放射性定年法等方面讨论了近年第四纪测年的一些研究进展。目前,这些方法的主要进展表现在由于科学技术的提高,如激光显微探测技术等,使得测年的精度、功效显著提高而样品的用量却有了显著的降低,并且拓展了一些测年的应用领域,如电子自旋法应用于冰碛物的测年,其据测年结果建立的序列可与深海氧同位素阶段对比。但要使得测年的可靠性增强,则需要有丰富的地质工作经验,根据所测样品的特征选择恰当的测年方法,且要尽量选择多种适当方法进行对比测年。

超快扫描探针显微术

将超短脉冲技术应用于扫描隧道显微镜、原子力显微镜等探测显微镜可以实现一种全新的测量实验技术。它同时具有超短脉冲的ｐｓ级的时间分辨率和扫描探针显微术的原子线度的空间分辨率。本文给出了其理论基础，概述了业已取得的实验进展，指出了其广阔的应用前景。

Scanning near-field acoustic microscope and its application

Scanning near-field acoustic microscope （SNAM） combines the ultrasonic detection technology with scanning near-field microscopy. The main characteristic of such microscope is that the acoustic wave is produced or detected in near-field area whether ultrasonic transducer acts as generator or detector. The resolution of SNAM can reach to nanometer scale. First, two typical SNAMs, scanning electron acoustic Inicroscope and scanning probe acoustic microscope, will be introduced in this paper. The working principle of our homemade SNAM based on a commercial scanning probe microscope will be reported, together with some recent results from this homemade SNAM.