Q1/2017版

编者的话

欢迎阅读 Zurich Instruments 的 2017 年第一期季刊。新年伊始,我们有新版 LabOne 仪器控制软件(第 16.12 版 LabOne)可供下载;它具有用于完全集成成像功能的图形用户界面。另外,我们还推出了两款新型 MFLI 选件:具有锁相环 (PLL) 功能的 4 个 PID 控制器 和 1 个 AM/FM 解调套件。此外,MFLI 现在还包括一个阈值控制单元,用于AFM 探针保护。

下面总结如何用这些新功能和选件来实现某些最高级的 AFM 模式。

我们很高兴能够与中国科学家 — 来自南京工业大学的吴高建教授就其从事的磁电效应研究进行我们的第一次访谈。

最后,我们想邀请您申请我们的一个研讨会赞助。您可以阅读下文有关 2017 年首个赞助获得者的信息。

我们期待在今年将参加的多个展会和会议上再次见到您!

使用我们的 MFLI 锁相放大器推进您的 AFM 研究

您是否已达到当前使用的 SPM 仪器的极限?我们 SPM/AFM 专用的数字锁相环 (PLL) 将带您进入新的境界。

我们在 MFLI 锁相放大器上新增了一个四通道 PID(比例-积分-微分)选件,可与外部 SPM 控制器一同使用。该选件解决了您当前可能正在使用的中频的模拟测量仪器的限制,并支持以下操作模式:

  • 所有最常见的 NC-AFM 模式
  • 调幅和调频 KPFM
  • 双调制模式 (SNOM、THz-SNOM、nano-IR、Raman-AFM 等)

该数字化仪器具有优异的滤波特性、经过改良的线性度、专业的控制功能和整体更好的 AFM 操作性能。LabOne PID 智能设定指导包含模型函数,能够让用户自定义带宽,轻松设置 PLL 和 AGC。另外,自动调谐功能极大地减少残余反馈环误差。

AFM 探针保护

为了延长 AFM 探针的寿命,该新型 MF 阈值控制单元可根据 AGC 和/或 PLL 数据检测力值水平,并输出逻辑信号,以自动增加探针与表面之间的距离。在测量期间避免损坏 AFM 探针对于 UHV 应用来说至关重要,因为更换探针费时费劲。

接口

可用标准 BNC 电缆通过模拟接口将 MFLI 与大多数 SPM 控制器连接。用户也可以使用我们的仪器控制软件 — LabOne 将采集的 AFM 数据流盘至计算机。可以选择其他图形化的可编程通讯接口,譬如(MATLAB、LabVIEW、C、.NET、Python)。内置了成像功能,并且只需点击鼠标即可捕获扫描数据或更改实验设置,以优化成像过程。

请在此处获取Zurich Instruments AFM的更多信息。

客户访谈
南京工业大学吴高建教授


吴高建教授在中华人民共和国南京市南京工业大学应用物理学院(邮编:210009)研究凝聚态物理学
吴高建教授您好,您在南京工业大学哪个学院?您的研究领域、方向是什么?您最感兴趣的课题是什么?

我是在南京工业大学数理科学学院。我的主要的研究领域是凝聚态物理,因为个人的数理基础比较适合做磁电效应的频率响应方面问题的研究。我最近在做磁电复合材料中磁电系数的频率响应的课题,未来考虑拓展到磁对光学性质的调制问题。

您的最近出版文章有哪些?您最自豪的是那篇?

近三年发表论文4篇,基本都是关于磁电效应频率响应问题的。其中有一篇 Enhanced converse magnetoelectric effect in cylindrical 这篇文章提出了一种新的解释正逆谐振磁电效应的方法,影响因子较高 piezoelectric-magnetostrictive composites的贡献是理论和实验研究了圆柱环状结构的增强逆磁电效应。还有一篇较为满意的是文章是关于正逆谐振磁电系数的谐振频率问题的研究(Inequivalence of direct and converse magnetoelectric coupling at electromechanical resonance),发表于2013年的Applied Physics Letters。这篇文章提出了一种新的解释正逆谐振磁电效应的方法,在研究界非常受欢迎。

您在科学试验中遇到哪些挑战? 对科学测试仪器有哪些期望?

最主要的挑战是利用化学镀的方法制备环状样品。原因主要有:个人对化学制备方法不太熟悉,以及实验制备参数比较难以参考。我们最看重测试仪器能高效性及智能性,且要求容易上手,数据采集方便。希望软件导出数据比较方便,这样便于进一步处理。这样我们既能享受最尖端的精密仪器,又不需要太多的时间学习仪器的使用,能够将更多的精力放在对数据的分析和研究上。

您最喜欢的旅游地是哪里?

最喜欢的旅游地点是桂林。我喜欢享受那里的自然风光,那里的山水简直就是大自然的鬼斧神拆。

您最喜欢的运动是什么?

有时会在晚上跑步,主要原因是可以锻炼身体,放松一下大脑。有时会在跑步中迸发新的研究火花。

新产品
MFLI 的 4 个 PID 控制器

新的 MF-PID 选件使Zurich Instruments MFLI — 我们的 500 kHz / 5 MHz 锁相放大器新增了 4 个独立的 PID(比例-积分-微分)控制器。它是 16.12 版 LabOne 的一部分。每个控制器均与锁相放大器无缝集成,处理来自大量内部测量数据和模拟输入信号,最大控制环带宽为 50 kHz。

LabOne PID 智能设定指导更好地支持设置新的控制环。它具有一系列可调模式来选择,以紧密配合您的具体应用。在定义目标带宽后,PID 智能设定指导会显示一组参数,并以图形显示相应的传递函数和阶跃响应

反馈环运行后,自动调谐功能会优化这些参数,以尽可能降低残余 PID 误差。LabOne 还具有参数扫描仪、示波器和频谱分析仪的功能。这些工具可有效分析环路的性能,并将其与所选模型进行比较。在锁相环 (PLL) 模式下,相位扩展将输入范围扩展至 ±1024π,在启动时提供可靠的反馈,并确保在整个操作过程的顺畅。

新产品
MFLI 的 AM 和 FM 调制

新的 MF-MOD AM/FM 调制使 Zurich Instruments MFLI — 500 kHz / 5 MHz 锁相放大器新增了在最多 3 个振荡器频率的相位相干线性组合下产生和分析信号的功能。MF-MOD AM/FM 调制采用 LabOne 仪器控制软件以各种不同的调制方案(包括调幅 (AM) 和调频 (FM))设置(高阶)边带的直接测量。通常双解调方案(例如串联解调)需要多台仪器。若采用我们的设备,一台仪器就够了。另外,调制频率不受最大可用解调带宽的限制。通过可调滤波器设置和传输速率,所有频率分量都可以分别得到。

对于涉及多个单一频率的所有应用来说,(譬如开尔文探针力显微镜、脉冲激光实验、太赫兹光谱等),该选件是非常强大的工具。

新功能
用于实时状态检测的 MFLI 阈值控制单元

新的 MF 阈值控制单元是利用硬件触发器和中频锁相放大器将提供的相关逻辑操作进行状态监测的首要功能单元。

最多可同时观察 4 个测量和控制信号。当信号不在预设的范围或超过可调节范围时,便会产生逻辑信号。如果需要更复杂的模式,您可以用最多 3 个布尔运算来组合这些逻辑信号。然后,可在 数字IO 端和触发输出端上使用该信号。

每个 MFLI 锁相放大器和 MFIA 阻抗分析仪都附带阈值控制单元。通过增加其他选件,例如 MF-PID 四通道PID/PLL 控制器和 MF-MD 多解调器选件,来扩展其功能。该功能可以应用到很多地方,例如 AFM 探针保护和细胞阻抗排序。

新功能
用户界面现在支持成像功能

对于从事扫描探针显微镜 (SPM) 以及非线性成像(例如 CARS、SRS 和太赫兹光谱)的客户来说,成像功能是最非常重要的。

成像模式可将任何测量信号转换为图像,同时支持

  • 基于由线触发和用户自定义的持续时间检测到的起始事件的“行”的明确定义。
  • 为了达到能进行适当的插值和/或求平均值所需的像素,可以对所记录的数据采样点进行再采样。
  • 根据已定义的行数,在栅格数据结构中存储类似矩阵的数据。

用 LabOne 软件触发功能,这些现在都能实现。LabOne 服务器架构具有强大的数据采集能力,可以达到在多个通道同时触发时800 kSa/s的流盘速度(不同产品类别有可能不同;甚至,应对视频传输速率(512*512 像素/秒),仍绰绰有余。

贴士和小技巧:小型电容器的特性分析和基本的奈奎斯特绘图

Tim 的最近一篇关于阻抗博客中,我们研究了 3000 F 的超级大电容器。这次,我们将研究另一个极端 — 只有 100 pF 的小电容器。

我们用 MFIA 阻抗分析仪测试了十个市售 SMD 电容器的等效串联电阻 (ESR)、损耗因数和相位。这些电容器都是从一系列能代表现代电路的典型部件的元器件中选出来的。我们测量了低至 10-5 的损耗因数,15 mA 的等效串联电阻 (ESR),以及低至1 毫度(90 度)的相位。更多。

如果想了解如何分析电路在阻抗和导纳复平面中的光谱特性的更多信息,您可以查看 Mehdi 的最新博客的介绍。同时还提供了用于数据采集和进行相应绘图的 MATLAB 源代码。

2017 年科学研讨会赞助 — 立即申请

我们很高兴地宣布正在进行的赞助申请的第一轮获得者。获得者是将于 2 月 5-10 日在意大利拉特乌依莱召开的纳米机械系统前沿 (FNS) 会议。该会议涵盖纳米机械谐振器的所有方面,包括机械非线性、失衡现象、损耗、噪声、传感技术应用以及机械振动与其他自由度(例如电子、核自旋、光子和声子)的耦合。除经济支持外,我们还有一位同事将前往意大利亲临该活动。

但是申请尚未结束!赞助申请的活动已延期至 6 月份,以便更多的主办机构可以提出申请。 

我们为符合以下资格标准的活动提供资金赞助:

  • 必须是在研究团队所在地组织的研讨会
  • 研讨会主题必须对 Zurich Instruments 的应用市场具有重要意义,并具有重要的科研侧重点
  • 通常的研讨会规模将介于 30-100 位与会者之间
  • 研讨会必须在 2017 年 7 月 1 日至 12 月 31 日之间举行
  • 须在 2017 年 5 月 31 日前提交申请

第二轮评估将在 2017 年 6 月进行。欢迎其他公司参与,另外,我们还会在我们的社交媒体网络上推广所选的活动,并将参加我们提供支持的研讨会。

请联系 Eva 了解更多信息和/或提供有关您活动的详细信息。

致电: +86 21 6487 0287
或者给我们留言,我们免费提供样机试用。

To help with your request and to comply with data protection legislation we will need to confirm that you agree for us to collect and use your personal data:

See here for details of the data that we hold on our customers and what we do with it. If you have any questions please contact privacy@zhinst.com