创新纳米技术，探索微观世界

布鲁克公司（Bruker）纳米表面与量测部（BNSM）秉承与广大用户密切合作的传统，疫情后陆续在全国各地举办了多次线下用户研讨会，获得参与专家学者，老师同学们的一致好评。恰逢中国国际纳米科学技术盛会（ChinaNano 2023）在北京举办，以此为契机，布鲁克诚挚地邀请您参加BNSM北京大型用户研讨会。作为布鲁克公司的重要合作伙伴和用户，您的专业知识、经验和使用反馈对我们来说非常宝贵，我们诚挚邀请您的莅临，来共同探讨最 新的纳米仪器科学技术及其应用。

本次用户研讨会将于2023年8月28日在北京唯实酒店举行，会议的主题是"探索创新纳米科技前沿"。届时，我们将邀请来自各个领域的专家学者，分享他们在纳米技术创新和技术发展方面的研究成果和应用案例。您将有机会与相关领域专家学者面对面交流，了解最 新的技术发展和应用趋势，并与其他用户分享经验和见解。除了专 题演讲和研讨会，您还可以参观布鲁克实验室，参加操作培训等。

本次用户研讨会涉及的创新纳米技术如下：

董明东教授，丹麦奥胡斯大学跨学科纳米科学中心教授。他是一位精于表面敏感扫描探针显微镜（SPM）技术的应用物理学家。董教授通过开发多种基于SPM的定量技术，在研究纳米材料的电子、机械、热学、化学和磁性等界面现象方面做出了重要贡献，帮助研究人员更好地理解结构与功能之间的关系。他的研究成果已发表在包括Nature、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry、PNAS等众多顶 级国际期刊上。董教授还是英国皇 家显微学会、美国化学学会、材料研究学会和生物物理学会等多个专业组织的成员，以及英国皇 家化学会的会士。

报告 1

利用原子力显微镜研究二维材料的纳米摩擦行为

摩擦是一种无处不在、且对资源利用具有深远影响的现象。本次报告中，我们将展示利用原子力显微镜（AFM）研究空气、液体环境在滑动摩擦过程中小分子的动态行为，研究它们对二维材料摩擦特性的影响。结果揭示了吸附小分子对单层石墨烯摩擦滞后性的影响。此外，我们探索了表面吸附小分子对四种过渡金属二硫化物材料纳米尺度摩擦特性的影响，突显晶格图案和摩擦力的变化，结果显示表面吸附小分子对二维材料摩擦特性的影响，并强调表面清洁的重要性。同时，我们将全面探讨二维层状材料的摩擦特性，以及它们与不同环境中的小分子的相互作用。旨在增进对于减少摩擦和摩擦起源的理解，推动新技术的发展，并为先进材料和润滑技术的发展铺平道路。

Heiko Haschke博士， 在英国布里斯托尔大学获得物理学博士学位，专注于高速原子力显微镜成像和力谱技术的开发。2001年，他加入了JPK Instrument AG，从事纳米分析仪器的开发。2004年，他建立并领导了Bio AFM应用团队。自2021年起，担任布鲁克纳米表面部的Bio AFM业务部总监，常驻德国柏林。

报告 2

从单分子到组织：多参数相关生物原子力显微镜

的应用

生物型原子力显微镜（Bio AFM）能够在生理条件下对生物样品进行各种表征，以优异的空间分辨率提供形貌信息以及对应的力学特性。Bruker Nano Surfaces Metrology以全新技术实现了在溶液中前所未有的成像速率，每秒50帧的成像速度为生命科学场景中的高速扫描设定了新的里程碑。我们将介绍高速成像的原理和应用，即如何实时地可视化蛋白结合动力学、分子与细胞的动力学过程。我们还将介绍如何通过AFM高速成像与先进的超分辨光学相结合，充分利用免疫标记技术的优势，实现真正的关联显微镜观察。通过创新的样品台设计，我们将展示有多种选择的扫描器如何将光学图像拼接和AFM多区域成像相互结合，实现在大范围上对软样品进行多参数力学特性表征，并提供额外的光学信息。最 后，我们将介绍可用于单分子、细胞和组织尺度力学测量的全新独特力谱测量方案。这些创新将能够量化单个分子的化学键力学强度，并表征分子相互作用、生物分子复合物、细胞和组织力学依赖特性。

曹毅教授就职于南京大学物理学院，于2009年在不列颠哥伦比亚大学获得博士学位。他致力于深入理解具有出色力学性能的天然生物材料的构筑原理，并设计制造具有类似或更优异力学性能的合成软材料。曹毅教授将单分子力谱技术与合成生物学、高分子化学相结合，用来解决生物材料交叉学科领域中的基本问题和应用挑战，在众多杂志杂志以通讯作者或第 一作者发表论文100余篇。

报告 3

单分子机械力化学

在本次报告中，我将从实验设计、表面修饰和数据分析等多个方面讨论如何把原子力显微镜作为一种强大的工具，在单分子水平研究机械力化学。我将重 点介绍我们近期的研究工作，即使用单分子力谱技术研究一些代表性机械力化学反应，揭示其重要的分子机制。我还将对单分子力谱技术的未来方向进行展望。

Thomas Mueller博士于2000年在耶鲁大学获得物理化学博士学位，研究领域为新型线性和非线性光谱方法的开发。在哥伦比亚大学进行博士后研究期间，Thomas进行了化学反应特异性和二维自组装的扫描探针显微镜研究。2004年，Thomas加入了Veeco（现为Bruker）的原子力显微镜（AFM）业务部门，担任科学家、应用开发和产品管理职位。自2022年起，担任AFMi、NanoIR和Nanoindentation业务部门的高级总监。

报告 4

新颖的纳米红外光谱和定量原子力显微镜揭示

纳米尺度的化学、结构、性质

自原子力显微镜（AFM）问世以来，实现纳米尺度化学识别一直是至关重要的目标。Bruker公司的光热AFM-IR光谱技术在实现这一目标上独树一帜，通过将纳米尺度空间分辨率和灵敏度与通俗易懂的物理学原理相结合，获得了与传统傅里叶红外光谱（FTIR）完 美相关的结果，在纳米尺度回答了“它是什么”的问题。Bruker公司的新Dimension IconIR系统将AFM-IR的先进光谱技术与Dimension Icon平台的高性能相结合，提供了更高灵敏度的纳米红外光谱。我们将展示如何通过该技术检测到半导体上存在的重要纳米污染物以及聚合物样品上前所未见的结果。Dimension IconIR提供了前所未有的手段，在同一位置将纳米红外光谱与定量纳米力学和电学信息相结合，包括使用Bruker专 利的PeakForce KPFM和AFM-nDMA模式进行功函数和粘弹性测量。本次报告中将介绍工业样品上的实际测试结果，其中多模态和比值成像揭示了与材料功能相关的微相信息，这是任何单一模式都无法获取的纳米尺度信息。

范峰滔教授，中国科学院大连化学物理研究所讲席教授。现任催化基础国家重 点实验室副主任，中国化学会催化分会秘书长,英国皇 家化学会会士，英国皇 家化学会《ChemComm》副主编。范教授的研究领域是异相催化、光催化和电催化，致力于通过先进的空间和时间分辨光谱理解这些过程的基本原理，在国际知名期刊上包括Nature, Nature Energy, Nature Commun., Natl. Sci. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew Chem.等发表了100多篇论文。

报告 5

光催化剂颗粒中电荷转移过程高时空分辨成像

高时空尺度上理解电荷分离机理是太阳能转化过程中的核心科学问题，却极具挑战。聚焦于这一关键问题，我们发展了具有高空间分辨率的表面光电压谱方法。可以利用这一方法对光催化剂颗粒上电荷分布在nm/µm尺度上进行定量研究，并揭示了有效电荷分离产生内建电场的矢量叠加效应。基于上述理解，提出了通过非对称调节策略管理电场，精 准分配催化剂反应位点的内建电场，进而提高光催化表现。进一步地，发展了时空分辨的表面光电压技术用于在单粒子水平上绘制飞秒到秒级时间尺度上的整体电荷转移过程，发现了超快热电子转移和各向异性捕获的新过程，挑战了经典模型，有助于光催化中的高效电荷分离。这些发现为合理设计具有更高性能的光催化剂铺平了道路。

苏全民教授目前就职于中国科学院沈阳自动化所。苏教授在AFM领域拥有58项专 利，其中就包括峰值力轻敲模式（PeakForce Tapping Mode）。苏教授于1988年在中国科学院获得固体物理学博士学位，并在德国KFA研究所从事博士后研究工作。苏教授于1991年加入马里兰大学担任研究助理，后成为助理教授。苏教授于1998年投身工业界，任Raytheon Systems公司首席科学家，开发了一种可用于毫米波红外探测阵列的MEMS气压计。苏教授随后于2000年加入Bruker担任高级科学家，负责AFM产品开发。2008年至2022年，苏教授担任Bruker高级技术总监。目前，苏教授继续担任Bruker纳米表面部的技术顾问。

报告 6

纳米尺度计量及其在先进制造业中的应用

先进制造领域，如半导体、OLED/LED显示和精密光学，其控制流程早已进入纳米尺度。维度、物理和化学性质的测量已成为生产工艺调整、质量控制和失效分析的重要组成部分。本次报告将重 点介绍扫描探针显微镜（SPM）以及其在计量学和制造过程中日益凸显的重要性。我们将详细讨论从亚纳米到亚米级跨尺度计量的应用需求和技术。还将讨论基于SPM的多尺度物理和化学分析的进展。

裘晓辉，国家纳米科学中心研究员。2000年获中国科学院化学研究所博士学位。曾在美国加州大学Irvine分校从事博士后研究，在IBM研究中心和俄亥俄州立大学担任访问学者。自2006年3月起，担任国家纳米科学中心研究员。主要研究方向是扫描探针显微术、纳米器件和纳米材料中的电荷动力学。2009年入选TWAS青年会员，2014年入选NSFC杰出青年学者，担任Surface Science、Advanced Materials Interfaces、Advanced Electronic Materials、Review of Scientific Instruments等杂志编委。

报告 7

探测范德华异质结构不相称界面的摩擦各向异性

纳米机械器件的快速微型化要求深入理解和控制微观滑动部件之间的摩擦。与宏观系统中，摩擦主要受界面粗糙度影响不同，纳米摩擦是由原子相互作用决定的，而原子相互作用取决于相关表面的原子结构。原子力显微镜（AFM）提供了用独立控制的参数来全面研究纳米摩擦性质的手段。本次报告中，我们将介绍采用AFM操纵技术来研究MoO3纳米片和石墨之间的界面摩擦。这两种材料都具有原子级平整表面和范德华层状结构。AFM操纵技术可以实现MoO3纳米片的特定旋转和平移，从而能够测量不同情况下的界面摩擦。我们的研究揭示了一种由扭转角度决定的摩擦行为，即摩擦力由MoO3相对于石墨表面的晶格方向决定。此外，我们还发现摩擦力与纳米片尺寸之间存在次线性关系，这表明MoO3纳米片的边缘在界面摩擦中起着主导作用。基于结合能的分子动力学模拟证实，观察到的各向异性摩擦源于MoO3纳米片的边缘而非内部接触区域。这些发现为纳米摩擦的起源提供了新的见解，并可能对纳米机械器件的设计产生影响。

孙万新博士在新加坡国立大学（NUS）获得物理学博士学位，同时拥有天津大学精密测量与仪器专业的学士和硕士学位。在新加坡国立大学完成博士后研究工作之后，他加入了生物工程与纳米技术研究所担任研究科学家。2006年底，他加入了Veeco公司，该公司于2010年并入Bruker公司。他专注于使用扫描探针技术、非线性光学显微和光谱技术进行纳米尺度物理和化学性质表征。他共发表50多篇论文，参与4本书籍章节的撰写，并获得了3项美国专 利。

报告 8

纳米材料和器件的电学性能表征

纳米尺度下对电学、电子学和振动性质的定量测量对于理解纳米材料的基本机制和其在纳米器件中的应用发展至关重要。例如，通过调节缺陷浓度来调控过渡金属二硫化物（TMDCs）的费米能级、调节堆叠二维材料的电-机械响应、表征载流子传输特性以及优化高介电常数薄膜的性能以用于纳米器件的应用。在这些性质测量中，采用扫描探针显微镜（SPM）是一个自然的选择，因为SPM可以在三个维度上实现纳米级空间分辨率。然而，由于实验方法和程序的限制，将SPM应用于物理性质测量并不直接，可能存在空间分辨率不足和定量性有限的问题。在本报告中，我们将通过一系列示例讨论基于SPM技术在纳米材料表征中的机遇和挑战，包括静电力显微镜（EFM）、开尔文探针显微镜（KPFM）、压电力显微镜（PFM）、扫描微波阻抗显微镜（sMIM）、电流成像等。

本次用户研讨会将于8月29号安排BNSM实验室参观、培训交流，名额限30人：

培训地址：布鲁克北京办公室，具体信息后续将以邮件形式告知。

我们诚挚地邀请您参加本次布鲁克北京大型用户研讨会，与我们共同推动纳米科学技术的发展。请您尽快确认参会意向，以便我们为您做好相关安排。期待在用户会议上与您见面！

如需盖章版邀请函请联系：wenwen.qu@bruker.com

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