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關于INSTEMS系統

原位透射電子顯微分析方法是實時觀測和記錄位于電鏡內部的樣品對于不同外場如力、熱、電等激勵信號的動態響應過程的方法，是當前物質結構表征科學中**穎和**發展空間的研究領域之一。受限于透射電鏡樣品室狹小的空間及特殊的結構，目前商業化的透射電鏡原位力學樣品桿多采用探針式力場加載，無法實現雙軸傾轉，大大限制了研究者從原子尺度下原位研究材料的力學行為及變形機制。針對這一世界性技術難題，百實創公司專項開發的INSTEMS系列透射電鏡用原位原子尺度雙軸傾轉力、熱、電一體化綜合測試系統擁有獨特創新設計的MEMS芯片以及與之相匹配的微驅動系統，保證了樣品在透射電鏡毫米尺度空間內實現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功能，進而實現在多場耦合加載下材料原子尺度顯微結構及其性能演化的原位觀察與記錄。該系統可實現1200℃高溫下力熱耦合加載，**驅動力大于100mN，驅動行程大于4μm，*小驅動步長低于0.5nm，達到國際**水平，極大的擴展了透射電子顯微鏡在材料科學原位研究領域的應用。

本系統與各大品牌電鏡有優異的機械及電磁兼容性，穩定性高，保證電鏡原有的分辨能力。整合了獨特創新設計的MEMS芯片與微型驅動器的高集成Mini-lab原位樣品搭載平臺，保證了不同形狀、性質的樣品在TEM中有穩定的力、熱、電加載實驗環境，并能精確控制參數變量；通過更換不同Mini-lab實驗臺，可以靈活的實現力、熱、電單場或任意兩場耦合加載，并能做到互不干擾。精密的結構設計保證樣品能在場加載條件下實現大角度雙傾，結合皮米級超高精度控制系統，確保顯示的原子像無抖動、分辨率高。功能強大，操作便捷的控制軟件提供了豐富的加載模式，并實時收集與處理數據，滿足用戶不同條件下的實驗與測試設計要求。

可實現多場耦合加載：

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

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

原子尺度分辨率：

INSTEMS系列結構緊湊的微型實驗臺和特殊設計的β軸傾轉機構**融合了多場耦合施加和雙軸傾轉功能，可輕松實現原子尺度分辨的動態觀察。

高精度控制與測量：

超靈敏微型驅動器

穩定的四電極MEMS芯片

可靠的電學連接

無干擾的電路布局

強大的高精度多通道源表

確保INSTEMS系列產品可同時實現高精度加熱、pm級驅動控制和pA級電信號測量。

適用范圍極寬、功能易于擴展：

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

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

關鍵技術指標與參數：

* 列出參數取決于Mini-lab型號與電鏡狀態。

硬件說明：樣品桿部分包含雙軸傾轉樣品桿與配套的Mini-lab實驗臺，MET型號樣品桿可兼容所有類型的Mini-lab實驗臺。

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/壓加載或循環加載；電場擁有7種可供選擇的波形加載；熱場可自由設置溫控程序。

應用范圍

1. 高溫環境下的力學行為

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

原位原子尺度研究高溫合金相在高溫下（1150℃）的形變機理

原位觀察超級合金在400℃與750℃下塑性變形過程

2. 高溫環境下的電學行為

在熱場與電場條件下原位實時觀察材料原子像，并獲取電場數據。可應用于熱電材料、半導體、相變存儲、電場可靠性分析、介電材料等領域的研究。

3. 力與電場的交互行為

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

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℃條件下觀察元素擴散