高帧率（扫描）透射电子显微镜相机

一、项目介绍

1. 痛点问题

电镜已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具，在材料、生物、生命科学和半导体制造等领域中得到非常广泛的应用。电子探测相机是电镜系统中的重要组成部分，也是决定图像分辨性能的关键部件。长期以来国内透射电镜100%依赖进口、亟待国产化，电镜相机等核心部件也面临同样的问题。另外近年来出现的电子叠层成像（Ptychography）技术可以突破电子光学和球差的限制，实现“无透镜”成像。但叠层成像需要利用电子衍射图像，并且要多次扫描透射成像，因此非常依赖于高帧率、高灵敏度的探测器技术。

2. 解决方案

本项成果采用混合型像素探测器技术，即探测器和读出芯片分别设计并通过倒装互连，实现高帧率、单电子灵敏和大动态范围的直接电子探测相机。电镜相机可以作为（扫描）透射电镜的配件产品，既可以出售给电镜厂商，也可以作为独立的第三方提供给电镜用户。

电镜相机关键技术

（探测器响应、ROIC芯片、倒装、相机）

明场和暗场STEM图像

3. 竞争优势分析

本项成果的原型相机各项指标和国外产品相当，帧率和动态范围的综合性能指标相对更高。目前已装配在电镜上开展成像实验验证，技术成熟度在7-8级。相机关键技术除探测器材料外，完全自主掌握，可以针对不同应用开展定制化研制。

4. 市场应用前景

本项成果应用领域包括材料、生命科学、半导体和生物制药等，目标客户包括科研单位和企业等。

5. 发展规划

早期通过与科研用户的合作，逐步完善相机产品，丰富相机的应用领域，逐步推广到相关的产业用户。

6. 知识产权情况

本成果已申请发明专利1项和集成电路布图设计登记1项，并已获得授权。

二、合作需求

寻求国内外开展电镜及相关科学分析仪器为主要目标的企业。

三、团队介绍

本成果的项目负责人为清华大学工程物理系长聘副教授，长期从事辐射成像探测器及读出专用集成芯片研究。

成果编号：20240120