实验原理 STM是SPM家族中最基本也最重要的微纳米检测与研究工具之一。其工作原理基于微探针（针尖）与样品之间的隧道效应及隧道电流。当一根十分尖锐的针尖在纵向充分逼近施加了一定偏压的样品表面至数纳米甚至更小间距S时，针尖尖端的原子与样品表面原子之间将产生隧道电流It。根据量子力学的隧道效应理论，It与间距S之间存在负指数关系，探测隧道电流It的大小，即可检测出间距S的大小，当针尖在横向扫描样品时，即可获得根据隧道电流的变化而获得样品表面的三维微纳米形貌。   仪器特点 特有的卧式STM探头 具有特有的卧式STM探头设计， 降低了探头的整体重心，消除了粗调与微调逼近机构的垂直蠕动； 配备USB视频显微监控系统，可实现微探针操作与进给过程的可视化，更好更直观地满足使用者的操作要求。 新型STM探头及仪器性能更加稳定和优越。   稳定的三轴压电扫描器 采用互相正交的三轴压电陶瓷扫描控制器，X、Y、Z三轴压电陶瓷之间互不耦合，可保证扫描图像不因耦合而失真；扫描器具有更好的扫描线性和独立性、更高的强度和刚度，兼具更强的扫描驱动力，能同时适用于较小与较大、较轻与较重样品的扫描成像。   优化的检测与控制系统 采用优化的微纳米扫描与反馈控制电路系统，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可获得更高的扫描分辨率、更好的重复性和更佳的图像质量。   完善的软件界面与功能 功能强大、界面友好，可适用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系统。一般操作者均可轻松而熟练地掌握，只需点击鼠标，即可完成从图像扫描到图像处理及数据信息计算的全部操作。可用鼠标任意选择局部扫描区域，实现图像平移、定位和缩放；可设定扫描次数并自动控制扫描停止；具有实现X、Y方向的面扫描和线扫描的功能；可获得样品表面的纳米级三维形貌结构和截面线；高质量的彩色/黑白平面图像显示与三维立体图像显示；具有图像的二维和三维纳米标尺标注功能及粒径测量功能；具备纳米级表面微观粗糙度的统计及计算功能；可精确测定样品表面的微纳米级台阶高度和深度；完善的图像处理功能，包括裁剪、粘贴、旋转、对比调节、亮度调节、颜色调整、背景色调整、图像平滑、滤波等。   简单便捷的仪器操作 STM的操作十分简单和便捷，一般操作人员即可完成，无需专人操作和维护。安装探针、安装样品、粗调和微调进样、图像扫描、图像存储等操作，均可在1分钟内完成。特别适用于科学研究、教学实验及产品检测。   高稳定性与抗干扰能力 STM既可在良好的实验条件下完美工作，也可在有一般实验室、普通桌面、有轻微振动、有环境干扰、有光照等条件下正常运作，快速扫描观察各种微纳米样品，获得理想的图像和微纳米结构信息。具备更好的稳定性和抗震性，更强的抗（光、电、磁等）干扰能力，更快的扫描速度（最快1幅图像/10秒，作为对比，进口仪器的扫描速率一般为1幅图像/10~20分钟，甚至更慢）。   高适用性广泛应用领域 可同时适用于科学研究、本科生和研究生的教学实验及纳米技术产品的检测，广泛适用于各种金属、导体、半导体、磁体、非磁体等材料样品的扫描检测。对被测材料样品无特殊要求，免去繁琐的样品制备过程，可直接扫描获得微纳米结构信息。   实验内容与典型实验数据 部分扫描测试样品的STM图像   部件列表 描述 数量 扫描隧道显微镜探头 1 控制机箱STM—IIa型 1 直流高压电源 1 　前置放大器    1 　偏压电源    1 A/D&D/A控制接口卡 1 STM微探针 20组 USB光学显微镜 1 一体机, 含STM扫描控制软件 1 样品 5 剪刀、镊子、启子、放大镜等工具 1  

【痛点问题】 正电子发射断层成像（PET Positron Emission Tomography）是当前最尖端的医学分子影像设备之一，可无创、定量、动态地评估活体功能活动，在肿瘤、神经、心血管相关重大疾病的研究和诊疗方面具有独特优势。然而，受超高速闪烁脉冲信号采样问题的限制，传统PET的技术原理40年来并无突破，长期存在“测不准、使用难、应用窄”三大短板，使得PET的巨大潜力受性能所限始终未能充分发挥。 【成果介绍】 针对以上问题，华中科技大学谢庆国教授带领团队于2004年在国际上首次提出“全数字PET”的概念，创新性地以“多电压阈值采样”（MVT）实现了PET超高速闪烁脉冲的精确数字化，通过二十余年积累，建立了系统、完整的数字PET技术体系，开创了全数字PET这一重要国际新方向。 数字PET技术以“全数字”和“精确采样”为两个本质特点：传统PET必须加入模拟预处理电路改变信号以间接获取脉冲信息，事倍功半；而全数字PET在取消了模拟电路，也即实现了全数字信号处理的同时实现了信号的源头精确数字化，达到高精度信号还原，事半而功倍。这两大特性又将带来“性能优异、使用便利、制造快捷” 等革命性的优势。 团队先后完成了全球首台动物全数字PET、首台临床全数字PET、首个标准CMOS硅光电倍增器、首台脑部专用全数字PET，拥有全套自主知识产权。 以全数字PET科学仪器和医疗器械为主线，团队聚焦于关键材料、核心元器件、数字PET探测器、成像方法以及在肿瘤诊疗和脑科学脑疾病中应用等五个方面的科学发现与技术发明，研究方向覆盖从关键材料、核心器件、到系统集成、应用研究的整个创新链。形成了覆盖8个国家和地区的完整知识产权布局，在全数字PET领域专利数量全球第一。 “全数字PET标准和规范项目”以多电压阈值采样法为标志性数字化技术，即将在2023年正式执行，这意味着数字PET技术已经形成了对该方向的引领。该项目填补了全数字PET相关行业标准的空白，解决了此前市场上因产品定义无序、技术路线混乱，限制了全数字PET技术发展的瓶颈问题，明确了全数字PET技术发展与市场导向，不仅有助于促进PET市场的健康有序发展，还将在未来推动PET成像方法、系统架构、临床应用等领域出现一系列变革，实现具有更高性能、特定功能的产品研制，形成全新的市场，进一步提升中国在高端医疗器械技术创新领域话语权。 图1 第一代临床全数字PET/CT(型号DPET100) 在鄂州市中心医院稳定运行两年多 图2 第二代临床全数字PET/CT（型号DigitMI930） 获准进入市场 单床位成像速度全球第一

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