材料的性能在芯片制造，新能源，醫(yī)療，機械，機電等諸多領(lǐng)域起著舉足輕重的作用。隨著科學技術(shù)的進步，人們發(fā)現(xiàn)材料學的宏觀性能往往取決于材料微區(qū)的性能累積。因此，材料科學等研究領(lǐng)域的學者將研究重心放在了材料的微區(qū)組織和相關(guān)性能上。當研究的對象尺寸從宏觀的厘米和毫米小到微米和納米時，相關(guān)組織和性能的研究就需要特別注意不同區(qū)域組織和性能的對應(yīng)關(guān)系。為了表征這種對應(yīng)關(guān)系，通常需要在不同的設(shè)備間進行切換，很難實現(xiàn)在納米級精準度的前提下對某一微區(qū)進行表征，各種表征和性能的測量也很難鎖定需要的微區(qū)域，所獲得的研究結(jié)果關(guān)聯(lián)性較弱。

為了解決這一問題，Quantum Design公司推出了多功能材料微區(qū)原位表征系統(tǒng)-FusionScope。該系統(tǒng)可以對材料納米級微區(qū)域進行原位二維和三維的形貌、成分分析、力學性能、電學性能，磁學性能表征。同時，F(xiàn)usionScope還可以搭配加熱/制冷樣品臺以及可傾轉(zhuǎn)到80°的大傾角樣品臺來滿足客戶的不同需求，可廣泛滿足材料科學，納米結(jié)構(gòu)，半導體或太陽能電池、生命科學等領(lǐng)域的應(yīng)用。設(shè)備操作軟件簡單易用，并且為剛接觸和有經(jīng)驗的使用者分別提供了不同使用模式。設(shè)備后期維護簡單，所占空間小，方便使用。

材料微區(qū)性能綜合表征系統(tǒng)主要優(yōu)勢：

簡單易用

Quantum Design自主研發(fā)的AFM和SEM成熟集成方案，自動化程度高，軟件/硬件操作簡單易用；不僅能滿足有經(jīng)驗的使用者，也能讓初學者快速上手；

原位共享坐標測量

多種AFM功能與SEM原位聯(lián)用，發(fā)揮出兩種常用顯微鏡的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)同一時間、同一樣品區(qū)域和相同條件下的原位共享坐標測量，避免樣品轉(zhuǎn)移過程中的污染風險，特別適合環(huán)境敏感樣品；

齊全的測量功能

多通道樣品特性成像，并無縫關(guān)聯(lián)到三維形貌圖像中。AFM可測量的功能包括有：三維/二維表面形貌成像，力學/機械性能測量、電學測量、磁學測量；SEM配備EDS功能；

原位旋轉(zhuǎn)測量
利用SEM進行實時、快速、精準導航AFM針尖，從而實現(xiàn)AFM對感興趣區(qū)域的精準定位與測量。無需轉(zhuǎn)移樣品，原位進行80° AFM與樣品臺同時旋轉(zhuǎn)；

更換樣品

FusionScope更換樣品僅需幾分鐘，簡單快速。

功能展示

電子成像：

圖2. FusionScope和Hitachi Flex電子成像對比。左側(cè)圖為FusionScope獲得結(jié)果，右圖為Hitachi Flex掃描電鏡結(jié)果

不銹鋼樣品微區(qū)電子成像-三維成像-磁學綜合表征：

圖3. FusionScope對不銹鋼樣品的微區(qū)進行電子成像，三維成像和磁學性能綜合表征

BaTiO₃樣品微區(qū)電子成像-三維成像-電學綜合表征：

圖4. FusionScope對BaTiO₃樣品進行電子成像，三維形貌和電學性能的綜合表征

BaTiO₃樣品的EFM、AFM、SEM掃描視頻

微觀力學性能表征：

圖5. 利用FusionScope的FIRE模式（Finite Impulse Response Excitation）對不同彈性模量的聚合物進行綜合表征

大尺寸樣品形貌綜合表征：

圖6. FusionScope對刀片樣品進行電子成像和三維成像綜合表征

FusionScope對刀片尖銳部分掃描視頻