扫描电声显微镜及其相关器件和材料

由中国科学院上海硅酸盐研究所殷庆瑞等完成

    该项目属仪器仪表领域。扫描电声显微镜（SEAM）是由电子光学、电声和压电传感、弱信号检测、图像处理以及计算机等多项高新技术构成的一种高分辨率声学显微成像仪器。它兼具电子显微术高分辨率和声学显微术非破坏性内部成像的特点，可原位同时观察电子显微像和声学显微像。
    该项目有以下创新：
    1. 发明了变速率扫描装置，成功将电子显微术和声学显微术以及数字信号处理和高灵敏度传感技术相结合，建立了具有系列自主知识产权的高分辩率实用化扫描电声显微镜。系统的横向分辨率0.19μm, 纵向分辨率90nm。
    2. 发明了多参量（电场、温场、力场和频率）可控的多功能复合结构电声信号传感器及其控制装置，建立了综合观察电声像动态行为的新方法。
    3. 发明了横向模式多层电声信号敏感元件，并首次用于电声成像系统。
    4. 率先制备出高性能、大尺寸铌镁酸铅晶体材料，应用于电声信号传感器敏感元件制作。
    5. 建立了完整的三维电声成像理论，阐述了电声信号的激发机制、电声像衬度产生的机理和显示空间高分辨率的理论依据，以及电声成像属近场成像的物理本质。
    6. 拓展了电声成像技术在原子力显微镜上的应用，建立了低频高分辨率扫描探针声学显微成像技术（SPAM）。
    电声显微镜及其相关器件和材料已在国内有关研究单位和工业部门得到应用，并出口美国、德国、日本、荷兰、新加坡、台湾等国家和地区，取得了良好的经济效益和社会效益。
    该项目将理论研究、材料制备、器件设计、仪器研制与实际应用相结合，发明了拥有自主知识产权的实用化新仪器，推动了相关材料、器件及显微成像技术领域的发展。
    该项目已获3项中国发明专利和1项国外发明专利授权。