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
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