材料的性能在芯片制造，新能源，醫(yī)療，機(jī)械，機(jī)電等諸多領(lǐng)域起著舉足輕重的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們發(fā)現(xiàn)材料學(xué)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(xué)等研究領(lǐng)域的學(xué)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(dāng)研究的對(duì)象尺寸從宏觀的厘米和毫米小到微米和納米時(shí)，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(duì)應(yīng)關(guān)系。為了表征這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常需要在不同的設(shè)備間進(jìn)行切換，很難實(shí)現(xiàn)在納米級(jí)精準(zhǔn)度的前提下對(duì)某一微區(qū)進(jìn)行表征，各種表征和性能的測(cè)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(wèn)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(duì)材料納米級(jí)微區(qū)域進(jìn)行原位二維和三維的形貌、成分分析、力學(xué)性能、電學(xué)性能，磁學(xué)性能表征。同時(shí)，F(xiàn)usionScope還可以搭配加熱/制冷樣品臺(tái)以及可傾轉(zhuǎn)到80°的大傾角樣品臺(tái)來(lái)滿足客戶的不同需求，可廣泛滿足材料科學(xué)，納米結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體或太陽(yáng)能電池、生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。設(shè)備操作軟件簡(jiǎn)單易用，并且為剛接觸和有經(jīng)驗(yàn)的使用者分別提供了不同使用模式。設(shè)備后期維護(hù)簡(jiǎn)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(shì)：

簡(jiǎn)單易用

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

原位共享坐標(biāo)測(cè)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(shì)，實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間、同一樣品區(qū)域和相同條件下的原位共享坐標(biāo)測(cè)量，避免樣品轉(zhuǎn)移過(guò)程中的污染風(fēng)險(xiǎn)，特別適合環(huán)境敏感樣品；

齊全的測(cè)量功能

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

原位旋轉(zhuǎn)測(cè)量
利用SEM進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、精準(zhǔn)導(dǎo)航AFM針尖，從而實(shí)現(xiàn)AFM對(duì)感興趣區(qū)域的精準(zhǔn)定位與測(cè)量。無(wú)需轉(zhuǎn)移樣品，原位進(jìn)行80° AFM與樣品臺(tái)同時(shí)旋轉(zhuǎn)；

更換樣品

FusionScope更換樣品僅需幾分鐘，簡(jiǎn)單快速。

功能展示

電子成像：

圖2. FusionScope和Hitachi Flex電子成像對(duì)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(xué)綜合表征：

圖3. FusionScope對(duì)不銹鋼樣品的微區(qū)進(jìn)行電子成像，三維成像和磁學(xué)性能綜合表征

BaTiO₃樣品微區(qū)電子成像-三維成像-電學(xué)綜合表征：

圖4. FusionScope對(duì)BaTiO₃樣品進(jìn)行電子成像，三維形貌和電學(xué)性能的綜合表征

BaTiO₃樣品的EFM、AFM、SEM掃描視頻

微觀力學(xué)性能表征：

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

大尺寸樣品形貌綜合表征：

圖6. FusionScope對(duì)刀片樣品進(jìn)行電子成像和三維成像綜合表征

FusionScope對(duì)刀片尖銳部分掃描視頻