编者按
物理之光,璀璨新封
经杂志主编建议及编委会讨论,2024年8月对《物理实验》杂志封面进行全新改版。封面呈现当期亮点或最具特色的文章,展示物理实验教学研究的新动态。
欢迎作者团队精心打磨教研成果,期待精彩之作荣登《物理实验》杂志封面。
隆重推出十期封面文章:电子科技大学吴喆团队的"近场微波显微镜的应用"。
近年来,在微纳尺度上表征材料结构和性能的需求日益增长。近场扫描微波显微镜(NSMM)是定量测定材料在微波范围内电动力学特性的重要方法之一。与传统的光学显微镜和电子显微镜相比,微波显微镜具有穿透能力强和无损检测的优点,可以突破阿贝尔衍射极限,对从样品表面和内部反射回的电磁波进行分析。
电子科技大学吴喆教授团队的文章介绍了NSMM的发展历程及如何利用NSMM进行科学研究,首先介绍了自制的NSMM的结构原理、探头仿真优化以及图像倾斜修正方法,并阐述了用NSMM测量样品局域高频电导率和介电常数的方法。重点探讨了NSMM在材料和生物等领域的应用,展望了NSMM技术在纳米技术、生物医学和电子器件检测等领域的未来发展潜力。
封面解析
作者简介
第一作者
王美迪(2001-),女,山东临沂人,2023年获长江大学理学学士学位,同年进入电子科技大学吴喆教授课题组攻读无线电物理硕士学位,曾获得全国大学生光电竞赛中部赛区一等奖,国家二等奖,全国大学生物理实验竞赛省级二等奖,国家三等奖。研究方向为近场微波显微测试技术、电磁仿真和微波能应用等。
E-mail:13545928330@163.com
通信作者
吴喆(1981-),女,江苏省南京人,2003年毕业于南京大学物理系,2008年获南京大学理学博士学位,后工作于电子科技大学,期间赴新加坡国立大学做访问学者。现为电子科技大学物理学院教授、博士生导师,应用物理系副主任。参与多项国家级质量工程项目,主持多项省级教研教改项目,获四川省青年教师教学竞赛理科组一等奖,“高等教育杯”基础物理教学竞赛全国三等奖,主编教材《大学物理学学习指导》和《普通物理学》。主持和参与自然科学基金等多项国家级项目,在国内外学术期刊发表学术论文30余篇,获多项发明专利,研究方向为:近场微波显微测试技术、电磁仿真和微波能应用等。
E-mail: zhewu@uestc.edu.cn
团队介绍
吴喆教授团队致力于近场微波显微测试技术、电磁仿真和微波能应用等领域的研究,该团队搭建了一套近场扫描微波测试平台,利用电磁仿真对探针附近电磁场分布进行仿真优化,同时针对NSMM图像倾斜问题提出倾斜修正算法。该团队将NSMM技术用来检测薄膜缺陷,测量薄膜介电常数和局域电导率,监控微流控芯片的流速, 监测混凝土的水化过程等。已经在材料及生物领域进行了广泛的应用。
引文格式:
王美迪,张海洋,周子晗,等. 近场微波显微镜的应用[J]. 物理实验,2024,44(10):1-12.
WANG M D, ZHANG H Y, ZHOU Z H, et al. Applications of near-field microwave microscopy [J]. Physics Experimentation, 2024,44(10):1-12. (in Chinese).
近场微波显微镜的应用
王美迪,张海洋,周子晗,吴喆
(电子科技大学 物理学院,四川 成都 611731)
摘要:近场扫描微波显微镜因具有强大的穿透能力和无损检测优势,已成为微纳尺度下表征材料电磁特性的重要工具. 本文首先介绍了近场扫描微波显微镜的结构原理、探头仿真优化以及图像倾斜修正方法. 然后,阐述了近场扫描微波显微镜测量样品局域高频电导率和介电常量的方法. 最后,重点探讨了近场扫描微波显微镜在材料和生物等领域的应用,详细分析了所获取的点扫描图、线扫描图和面扫描图. 本文旨在帮助读者更深入地了解近场扫描微波显微镜的现状及其未来应用前景.
关键词:近场微波成像;微波显微镜;微波探针;无损检测
基金项目:四川省科学技术厅项目(No.2020YJ0266);教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会高等学校教学研究项目(No.DJZW202335xn);四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目(No.JG2021-848);大学生创新创业训练项目(No.202210614261X)
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