湖北大学专访丨SPICER消磁技术再突破！挑战高梯度磁场干扰 (4,000nT降至20nT)

　　当电子显微镜需要使用较高倍率的操作时，其性能可能受各种外部环境因素影响，像是振动、温度变化等等，这些环境干扰限制了电子显微镜影像的质量和分辨率。其中，磁场干扰更是常见且难以纠正的问题，通常会需要将精密仪器设置在不影响实验室工作流程的「较无干扰」位置。幸运的是，可以使用主动消磁系统来改善外部环境的磁场干扰问题，以让电子显微镜在具挑战性的环境中，也能生成高分辨率的影像。湖北大学材料科学与工程学院的郭金明教授将于此案例分享Spicer Consulting的主动式双消磁系统2X SC24如何协助原子等级的铁电材料研究。

　　铁电材料是一种介电质，在脱离外加电场影响后仍保持极化状态，经常用于从能量转换到存储数据等各种应用中。湖北大学材料科学与工程学院的铁电研究项目，主要就是在理解这些物质其微观结构与宏观性能之间的关联。郭教授解释：「我们使用透射电子显微镜（TEM）以原子尺度来研究铁电材料，以深入了解造成它们独特特性的关键机制。例如，使用TEM来确定钛酸盐单元格中的极化方向，以及在这些结构中发生的皮米级离子交互作用。这种微小变化仅能在仪器的最高放大倍率和最高分辨率下才能检测到。」

　　然而，该实验室邻近一个复杂的道路网，距离电镜安装场地方圆70米的范围内，包含一条繁华的大道、地铁7号线，以及车流量大的高架桥，三者影响叠加，形成严重的磁场梯度变化，导致电子显微镜影像失真。郭教授补充：「实验室内的Thermo Scientific™ Spectra 300 TEM可承受磁场范围需在20nT以内，但地铁产生的磁场几乎高达4,000nT，远超过设备可接受的限制。强烈、不均匀且随时变化的磁场严重损害影像质量，使得研究过程变得艰难。尽管可用被动屏蔽针对交流磁场提供一定程度的保护，但我们仍有非常大的直流磁场干扰问题需处理。」

　　在选择 Spicer Consulting的主动式双消磁系统2X SC24之前，湖北大学也考虑了多家供应商的解决方案。 「将2X SC24与其他系统进行比较，我们认为它的消磁效果最能克服此实验室的严苛环境条件。此外，Spicer Consulting 在中国的总代理-勀杰科技所提供的专业建议和服务，也让我们非常放心。」郭教授补述选择此一解决方案的原因。

　　「在Spectra 300 TEM上安装了2X SC24主动双消磁系统后，外部干扰已经明显改善。透过四颗磁场探头所取得的资料，可见在高度3公尺至0.5公尺范围内不论是X、Y、 Z方向其数值皆低于20nT。故Spectra 300 TEM可不受磁场干扰影响，而能以最高倍率运作、取得分辨率影像。2X SC24主动式双消磁系统非常易于使用，在启动消磁的前后可以明显比较出成像品质差异。更重要的是，只要一通电话即可取得专业咨询与协助。我们绝对推荐2X SC24系统给任何有磁场干扰问题需解决的单位。」郭教授为此套解决方案下了一个总结。

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