本書是介紹納米計量的發(fā)展現(xiàn)狀、相關技術及其在多個產(chǎn)業(yè)中應用的一本技術專著，來源于筆者及所在實驗室同仁們在納米計量領域的研究工作。本書以納米計量為主線，主要包括技術和應用兩大部分。在技術部分主要介紹了納米計量的基本內(nèi)容以及涉及的納米檢測技術；在應用部分主要選取納米計量在先進制造產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、微電子與集成電路產(chǎn)業(yè)的典型應用進行介紹。本書通過對納米計量的基本內(nèi)容與應用進行介紹得以傳承計量文化，普及計量知識，使讀者對納米計量這一小眾學科的基礎研究有所了解，對我國納米計量體系有系統(tǒng)、準確的認識。
本書重點介紹了我國自主研發(fā)的納米計量測量儀器的技術指標（已基本達到了國際先進水平），自主研發(fā)的納米幾何特征參量標準器及標準物質，同時分享了納米計量在先進制造、生物醫(yī)藥、微電子與集成電路產(chǎn)業(yè)的多個典型應用示范。
本書不僅適合納米計量相關的工程技術人員參考，也供高等學校儀器科學與技術專業(yè)及相關專業(yè)師生參閱。
施玉書，研究員，中國計量科學研究院納米計量研究室主任，微納計量及應用技術研究團隊帶頭人，博士畢業(yè)于天津大學。曾先后在英國國家物理實驗室（NPL）與德國聯(lián)邦物理技術研究院（PTB）做中長期訪問學者。主要研究方向為微納尺度形貌結構的計量與標準化，致力于我國納米幾何量值的等效一致與國際互認，保障我國納米科技與產(chǎn)業(yè)高端精密儀器的量值準確可靠。
擔任國家重點研發(fā)計劃項目"納米幾何特征參量計量標準器研究及應用示范"項目負責人，主持完成了國家級項目課題近10項。長期從事國家最高納米計量標準裝置與多量值多結構納米幾何特征參量國家標準物質的自主研制。研究建立國家計量基標準裝置近10項，獲批國家有證標準物質近30項，制定相關國家標準9項，制定和報批國家計量技術規(guī)范7項，主導/參與國內(nèi)外比對7項，獲得省部級、學會科技獎勵10余項。擔任國際計量委員會長度咨詢委員會納米工作組（CIPM/CCL/WG-N）成員，ISO/TC 213注冊專家、ISO/TC 201 SC9中國代表，東北亞標準合作會議3D數(shù)字化（WG11）召集人；擔任全國幾何量長度計量技術委員會（MTC2）委員以及納米幾何量計量工作組長、全國納米技術標準化技術委員會納米檢測技術分技術委員會（SAC/TC279/SC2）委員等。
陳鷹，正高級工程師，現(xiàn)任職于上海市計量測試技術研究院材料科學與質量檢測中心。1997年畢業(yè)于復旦大學化學系，曾先后在上海市計量測試技術研究院氣體室、Intertek檢驗認證集團、上海市計量測試技術研究院理化分析室從事材料領域的計量測試方法研究與理化分析檢測工作。先后承擔科技部重點研發(fā)計劃、上海市"科技創(chuàng)新行動計劃"近十項，主持國家標準制定四項，參與國標制修定十余項。目前為全國氣體標準化技術委員會委員，全國納米技術標準化技術委員會納米檢測技術分技術委員會委員、上海市計量測試學會分析測試專業(yè)委員會主任委員。擔任《醫(yī)用氣體工程》、《上海計量測試》編委。曾獲上海市科技進步二等獎1次、三等獎2次，上海市標準化優(yōu)秀成果獎1次。
第1章 緒論 001
第2章 納米計量 003
2.1 納米計量的溯源與傳遞 004
2.1.1 納米量值的溯源 004
2.1.2 納米量值的傳遞 006
2.2 納米檢測技術的發(fā)展 008
2.2.1 光學顯微鏡 009
2.2.2 掃描探針顯微鏡 010
2.2.3 電子顯微鏡 012
2.3 納米幾何量計量體系 014
2.3.1 計量基準組成 016
2.3.2 納米幾何量計量標準 023
2.4 國內(nèi)外納米計量領域相關委員會 028
2.4.1 納米計量領域國外計量技術委員會 028
2.4.2 納米計量領域國內(nèi)計量技術委員會 029
2.4.3 納米計量領域國外標準化委員會 029
2.4.4 納米計量領域國內(nèi)標準化委員會 029
第3章 納米檢測技術 031
3.1 光學顯微成像技術 031
3.1.1 白光干涉儀 031
3.1.2 激光共聚焦顯微鏡 034
3.1.3 X射線衍射儀 036
3.1.4 橢偏儀 038
3.1.5 動態(tài)光散射 040
3.2 掃描探針顯微技術 043
3.2.1 掃描隧道顯微鏡 043
3.2.2 原子力顯微鏡 046
3.2.3 磁力顯微鏡 050
3.2.4 靜電力顯微鏡 051
3.2.5 橫向力顯微鏡 053
3.2.6 觸針式臺階儀 054
3.3 電子束顯微技術 055
3.3.1 透射電子顯微鏡 055
3.3.2 掃描電子顯微鏡 059
3.4 納米位移測量技術 061
3.4.1 激光干涉系統(tǒng) 061
3.4.2 電容測微系統(tǒng) 063
3.4.3 電感測微儀 064
第4章 先進制造產(chǎn)業(yè)應用示范 067
4.1 平板顯示領域 067
4.1.1 建立平板顯示微納幾何參數(shù)量值溯源體系 068
4.1.2 提供薄膜關鍵參數(shù)計量檢測解決方案 071
4.1.3 解決測量設備的在線校準難題 072
4.1.4 助推企業(yè)對顯示器質量進行評定 073
4.2 空氣凈化領域 074
4.2.1 自主研發(fā)表面塵埃粒子計數(shù)器 074
4.2.2 超高效過濾器檢測用納米微球制備及定值研究 076
4.2.3 提供潔凈室等級適用性評價方案 078
4.2.4 提供凈化器濾材微觀形貌表征方案 080
4.3 納米制造領域 082
4.3.1 定值色譜納米芯 082
4.3.2 SERS芯片微納結構定值技術 084
4.3.3 提供超導材料制造關鍵參數(shù)計量解決方案 086
4.3.4 提供流式細胞儀量值溯源方案 087
4.4 精密加工領域 089
4.4.1 助力汽摩部件質量提升 089
4.4.2 助力汽車塑料電鍍零件檢測 091
4.4.3 確定非規(guī)則微觀結構的準確定值技術 092
4.4.4 解決三維顯微鏡橫向示值誤差的校準 094
4.5 服務公共測試平臺 097
4.5.1 提供微量痕跡的高精度計量解決方案 097
4.5.2 助力高校微納米材料幾何尺寸技術研究 098
4.5.3 協(xié)助提升食品、化妝品安全的研判能力 099
第5章 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)應用示范 101
5.1 藥物注冊及仿制藥一致性評價領域 102
5.1.1 藥物顆粒粒徑檢測 102
5.1.2 粉體藥物比表面積分析 104
5.1.3 固體骨架密度測定 106
5.2 納米藥物研究領域 108
5.2.1 智能前藥納米粒微觀形態(tài) 110
5.2.2 碳量子點負載 112
5.2.3 DNA折紙術表征 114
5.2.4 DNA修飾金電極表征 117
5.3 醫(yī)療器械領域 120
5.3.1 醫(yī)療器械唯一標識的高度溯源 120
5.3.2 醫(yī)療器械產(chǎn)品幾何結構參數(shù)的精密測量 121
5.3.3 醫(yī)用魯爾量規(guī)尺寸的無損檢測 123
5.3.4 激光共聚焦顯微鏡的量值溯源 126
5.3.5 研究級透反射正置材料顯微鏡的溯源 127
5.4 公共安全領域 129
5.4.1 化學藥藥用玻璃包裝的脫片研究 129
5.4.2 公安刑偵痕量生物檢材的X射線能譜鑒定 131
第6章 微電子與集成電路產(chǎn)業(yè)應用示范 135
6.1 元器件研制領域 136
6.1.1 測溫儀核心傳感器的研制 136
6.1.2 石墨烯納米復合電極材料超級電容器開發(fā)研究 138
6.1.3 石墨烯微流控芯片傳感器研發(fā) 140
6.2 關鍵參數(shù)測量領域 142
6.2.1 半導體行業(yè)線寬量值溯源 143
6.2.2 半導體器件薄層材料關鍵參數(shù)量值溯源 145
6.2.3 電子互聯(lián)中臺階高度關鍵參數(shù)量值溯源 146
6.2.4 微電子元器件微觀形貌特征參數(shù)計量 147
6.2.5 微電子產(chǎn)業(yè)金屬覆蓋層測量量值溯源 148
6.3 失效分析領域 150
6.3.1 助力印制電路板失效分析檢測 150
6.3.2 提升微納尺度集成電路產(chǎn)品良率 152
6.3.3 解決錫膏測厚儀溯源問題 154
參考文獻 158
致謝 164
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