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2025-01-21 09:36:02冷凍聚焦離子束
冷凍聚焦離子束(Cryo-FIB)結(jié)合了低溫技術(shù)與聚焦離子束技術(shù),可在低溫環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行高精度切割與成像。其利用液氮或液氦使樣品冷凍固化,避免切割過程中的熱損傷,同時(shí)FIB技術(shù)提供納米級(jí)分辨率的切割與成像能力。Cryo-FIB廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域,尤其在細(xì)胞與組織的三維結(jié)構(gòu)研究中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

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2025-05-16 11:15:25掃描電鏡怎么聚焦
掃描電鏡怎么聚焦 掃描電鏡(SEM,Scanning Electron Microscope)作為一種強(qiáng)大的分析工具,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。其核心功能之一就是通過的聚焦技術(shù),確保掃描電子束能夠高效且清晰地探測(cè)樣品表面特征,從而提供高分辨率的圖像和數(shù)據(jù)。要獲得高質(zhì)量的掃描圖像,正確的聚焦至關(guān)重要。在這篇文章中,我們將詳細(xì)探討掃描電鏡的聚焦原理、聚焦過程中常見的問題以及如何通過合理調(diào)整參數(shù)確保佳成像效果。 掃描電鏡的聚焦原理 掃描電鏡的基本原理是利用電子束掃描樣品表面,并通過探測(cè)二次電子、背散射電子等信號(hào)來(lái)形成圖像。電鏡中的電子束必須聚焦在樣品的表面,以獲得清晰的圖像。聚焦過程通過調(diào)節(jié)電子束的大小、形狀和射向樣品的角度來(lái)實(shí)現(xiàn),這需要精確的控制電子鏡頭系統(tǒng)。在SEM中,電子鏡頭通常由多個(gè)磁透鏡構(gòu)成,每個(gè)透鏡通過調(diào)整電流來(lái)影響電子束的聚焦度。 如何聚焦掃描電鏡 調(diào)節(jié)光圈:光圈控制電子束的大小,它直接影響到束流的強(qiáng)度和成像的深度。當(dāng)光圈調(diào)整不當(dāng)時(shí),電子束可能會(huì)擴(kuò)散或聚焦不清,導(dǎo)致圖像模糊。通常,使用較小的光圈會(huì)提供更高的分辨率,但也會(huì)減小視場(chǎng)。 調(diào)整物鏡透鏡:掃描電鏡通過物鏡透鏡進(jìn)行精確聚焦。物鏡透鏡的調(diào)節(jié)主要是通過改變電流強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)樣品距離透鏡不合適時(shí),圖像會(huì)顯得不清晰,因此調(diào)整物鏡透鏡的位置是確保清晰成像的關(guān)鍵。 對(duì)焦的細(xì)節(jié)調(diào)節(jié):在實(shí)際操作中,電鏡通常配備精細(xì)的對(duì)焦系統(tǒng),允許用戶在微米甚至納米級(jí)別精確調(diào)節(jié)焦點(diǎn)。通過在圖像屏幕上觀察樣品表面,可以實(shí)時(shí)調(diào)整焦距,直到圖像清晰為止。 常見的聚焦問題及其解決方法 圖像模糊:這通常是由于對(duì)焦不準(zhǔn)或電子束未能有效聚焦所致。解決方法是通過調(diào)整物鏡透鏡和光圈來(lái)重新聚焦,或者檢查電鏡的電子源是否穩(wěn)定。 樣品表面損傷:當(dāng)聚焦過于集中時(shí),電子束的能量過高可能會(huì)對(duì)樣品表面造成損害。為避免這種情況,應(yīng)適當(dāng)減小束流并適當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)焦。 焦點(diǎn)漂移:由于樣品或電鏡系統(tǒng)的溫度變化,焦點(diǎn)可能會(huì)發(fā)生漂移。為了克服這個(gè)問題,使用精細(xì)的對(duì)焦調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常重要的。 如何確保佳聚焦效果 在掃描電鏡的操作中,確保佳聚焦效果的關(guān)鍵是細(xì)致的調(diào)節(jié)和耐心的操作。除了基礎(chǔ)的物鏡調(diào)節(jié)和光圈控制外,操作員應(yīng)當(dāng)熟悉樣品的特性和掃描參數(shù)的影響,并能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整聚焦參數(shù)。保持電鏡系統(tǒng)的穩(wěn)定性,定期校準(zhǔn)設(shè)備,也能大大提高聚焦效果和圖像質(zhì)量。 掃描電鏡的聚焦是一個(gè)精細(xì)而復(fù)雜的過程,只有通過對(duì)電子束的準(zhǔn)確控制與合理調(diào)節(jié),才能確保獲得高質(zhì)量的掃描圖像。掌握這一過程的技巧,能夠極大提升掃描電鏡在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中的精度和可靠性。
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2022-11-25 16:10:30離子束刻蝕(IBE)技術(shù)研究
離子束刻蝕(IBE)技術(shù)研究 1.離子束刻蝕(IBE)技術(shù)的原理?離子束刻蝕(IBE,Ion Beam Etching)也稱為離子銑(IBM,Ion Beam Milling),也有人稱之為離子濺射刻蝕,是利用輝光放電原理將氬氣分解為氬離子,氬離子經(jīng)過陽(yáng)極電場(chǎng)的加速對(duì)樣品表面進(jìn)行物理轟擊,以達(dá)到刻蝕的作用。刻蝕過程即把Ar氣充入離子源放電室并使其電離形成等離子體,然后由柵極將離子呈束狀引出并加速,具有一定能量的離子束進(jìn)入工作室,射向固體表面轟擊固體表面原子,使材料原子發(fā)生濺射,達(dá)到刻蝕目的,屬純物理刻蝕。工件表面有制備溝槽的掩膜,最后裸露的部分就會(huì)被刻蝕掉,而掩膜部分則被保留,形成所需要的溝槽圖形。離子束刻蝕使高方向性的中性離子束能夠控制側(cè)壁輪廓,優(yōu)化納米圖案化過程中的徑向均勻性和結(jié)構(gòu)形貌。另外傾斜結(jié)構(gòu)可以通過傾斜樣品以改變離子束的撞擊方向這一獨(dú)特能力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在離子束刻蝕過程中,通常情況下,樣品表面采用厚膠作為掩模層,刻蝕期間富有能量的離子流會(huì)使得基片和光刻膠過熱。為了便于后面光刻膠的剝離清洗,一般需要對(duì)樣品臺(tái)進(jìn)行冷卻處理,使整個(gè)刻蝕過程中溫度控制在一個(gè)比較好的范圍。 圖1 離子束刻蝕設(shè)備結(jié)構(gòu)圖圖2 離子束刻蝕工藝原理圖 2.離子束刻蝕(IBE)適合的材料體系?可用于刻蝕加工各種金屬(Ni、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ti等)及其合金,以及非金屬、氧化物、氮化物、碳化物、半導(dǎo)體、聚合物、陶瓷、紅外和超導(dǎo)等材料。目前離子束刻蝕在非硅材料方面優(yōu)勢(shì)明顯,在聲表面波、薄膜壓力傳感器、紅外傳感器等方面具有廣泛的用途。 3. 離子束刻蝕(IBE)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?a 優(yōu)點(diǎn): (1)方向性好、無(wú)鉆蝕、陡直度高; (2)刻蝕速率可控性好,圖形分辨率高,可達(dá)0.01um; (3)屬于物理刻蝕,可以刻蝕各種材料(Si、SiO2、GaAs、Ag、Au、光刻膠等); (4)刻蝕過程中可改變離子束入射角來(lái)控制圖形輪廓,加工特殊的結(jié)構(gòu);b 缺點(diǎn): (1)刻蝕速率慢、效率比ICP更低; (2)難以完成晶片的深刻蝕; (3)屬于物理刻蝕,常常會(huì)有過刻的現(xiàn)象。 4.反應(yīng)離子束刻蝕(RIBE)技術(shù)簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)?反應(yīng)離子束刻蝕(RIBE)是在離子束刻蝕的基礎(chǔ)上,增加了腐蝕性氣體,因此它不但保留了離子束物理刻蝕能力,還增加了腐蝕性氣體(氟基氣體、O2)離化后對(duì)樣品的化學(xué)反應(yīng)能力(反應(yīng)離子束刻蝕:RIBE),也支持腐蝕性氣體非離化態(tài)的化學(xué)輔助刻蝕能力(化學(xué)輔助離子束刻蝕:CAIBE),對(duì)適用于化學(xué)輔助的材料可以大幅度提升刻蝕速率,提高刻蝕質(zhì)量。 5. 離子束刻蝕(IBE)的案例展示  典型應(yīng)用:1、三族和四族光學(xué)零件2、激光光柵3、高深寬比的光子晶體刻蝕4、在二氧化硅、硅和金屬上深溝刻蝕5、微流體傳感器電極6、測(cè)熱式微流體傳感器
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2024-12-30 13:30:12雙聚焦磁質(zhì)譜儀圖片
雙聚焦磁質(zhì)譜儀圖片:技術(shù)原理與應(yīng)用 雙聚焦磁質(zhì)譜儀(Dual-Focusing Mass Spectrometer)是一種高精度、高分辨率的儀器,廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物研究等多個(gè)領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹雙聚焦磁質(zhì)譜儀的工作原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及其在科學(xué)研究中的重要應(yīng)用,同時(shí)提供相關(guān)的儀器圖片,幫助讀者更好地理解這一先進(jìn)設(shè)備的構(gòu)造和功能。 雙聚焦磁質(zhì)譜儀的工作原理 雙聚焦磁質(zhì)譜儀通過對(duì)離子的質(zhì)量-電荷比(m/z)進(jìn)行高精度測(cè)量,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜樣本中微量物質(zhì)的定性和定量分析。其核心原理是利用兩個(gè)磁場(chǎng)對(duì)離子進(jìn)行聚焦,從而提高分析的分辨率和準(zhǔn)確性。 在典型的質(zhì)譜分析中,離子源首先將樣品轉(zhuǎn)化為帶電粒子,經(jīng)過加速后,這些帶電離子進(jìn)入一個(gè)磁場(chǎng)。在個(gè)聚焦階段,磁場(chǎng)會(huì)對(duì)離子按質(zhì)量進(jìn)行偏轉(zhuǎn),不同質(zhì)量的離子會(huì)偏離不同的軌跡。然后,這些離子進(jìn)入第二個(gè)聚焦系統(tǒng),通過進(jìn)一步的聚焦和分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)離子群體的高效分離和檢測(cè)。,質(zhì)譜儀通過檢測(cè)器記錄離子的信號(hào)強(qiáng)度,從而獲得質(zhì)譜圖。 雙聚焦磁質(zhì)譜儀通過優(yōu)化兩個(gè)磁場(chǎng)的設(shè)計(jì),不僅提高了分辨率,還降低了離子信號(hào)的背景噪聲,使得對(duì)復(fù)雜樣本的分析更加。 雙聚焦磁質(zhì)譜儀的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 高分辨率 雙聚焦磁質(zhì)譜儀的大優(yōu)勢(shì)之一就是其的分辨率。相比傳統(tǒng)的單聚焦磁質(zhì)譜儀,雙聚焦技術(shù)能夠更好地分離質(zhì)量相近的離子,使得分析結(jié)果更加精確。這對(duì)于復(fù)雜的化學(xué)混合物或低濃度樣品的分析尤為重要。 更強(qiáng)的靈敏度 雙聚焦磁質(zhì)譜儀具有較低的背景噪聲,可以在更低的信號(hào)強(qiáng)度下進(jìn)行精確檢測(cè)。這使得它在微量成分分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)及藥物檢測(cè)中具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 廣泛的應(yīng)用范圍 由于其優(yōu)異的性能,雙聚焦磁質(zhì)譜儀在生命科學(xué)、藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。例如,在臨床診斷中,它可以用來(lái)檢測(cè)血液樣本中的微量毒素或藥物成分;在環(huán)境科學(xué)中,它可以幫助科學(xué)家監(jiān)測(cè)水質(zhì)、空氣質(zhì)量中的有害物質(zhì)。 雙聚焦磁質(zhì)譜儀的典型應(yīng)用 生物醫(yī)學(xué)研究 在生物醫(yī)學(xué)研究中,雙聚焦磁質(zhì)譜儀用于蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)以及藥物代謝的研究。通過高精度測(cè)量生物大分子和小分子藥物的質(zhì)量信息,研究人員可以了解藥物在體內(nèi)的代謝過程,進(jìn)而改進(jìn)藥物的治果和安全性。 食品安全檢測(cè) 雙聚焦磁質(zhì)譜儀在食品安全檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。它能夠有效檢測(cè)食品中的添加劑、污染物以及微量的有害物質(zhì),從而確保食品的質(zhì)量和安全。 環(huán)境污染監(jiān)測(cè) 雙聚焦磁質(zhì)譜儀可用于檢測(cè)空氣、水體和土壤中的污染物,尤其是微量重金屬和有機(jī)污染物的分析。這為環(huán)境保護(hù)提供了有力的技術(shù)支持,能夠幫助相關(guān)部門監(jiān)測(cè)和治理環(huán)境污染。 結(jié)語(yǔ) 雙聚焦磁質(zhì)譜儀憑借其的技術(shù)性能,已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)研究中不可或缺的分析工具。其高分辨率和高靈敏度使其在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,無(wú)論是在基礎(chǔ)科研,還是在工業(yè)應(yīng)用中,都展現(xiàn)出了極大的價(jià)值。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)雙聚焦磁質(zhì)譜儀將在更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮更大作用,為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供強(qiáng)有力的支持。
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2025-05-16 11:30:16掃描電子顯微鏡怎么聚焦
掃描電子顯微鏡怎么聚焦:深入了解聚焦技術(shù)的關(guān)鍵 掃描電子顯微鏡(SEM)是現(xiàn)代科學(xué)研究中不可或缺的工具,廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、生物學(xué)、納米技術(shù)等領(lǐng)域。其高分辨率和成像能力使得研究人員能夠觀察到微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。SEM的高效使用離不開精確的聚焦操作,這直接關(guān)系到成像質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文將詳細(xì)探討掃描電子顯微鏡的聚焦原理、操作步驟及常見問題,幫助用戶更好地掌握SEM聚焦技巧。 1. 掃描電子顯微鏡的基本工作原理 掃描電子顯微鏡通過電子束掃描樣品表面,利用樣品與電子束相互作用產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)形成圖像。與光學(xué)顯微鏡不同,電子顯微鏡使用電子代替光線,因此可以在更高的放大倍率下觀察樣品。聚焦則是確保電子束準(zhǔn)確聚集到樣品表面特定位置,產(chǎn)生清晰圖像的關(guān)鍵過程。 2. 聚焦的關(guān)鍵步驟與技巧 聚焦掃描電子顯微鏡需要精確調(diào)節(jié)電子束的焦距和掃描參數(shù)。具體步驟包括: 調(diào)整電子槍:首先,通過調(diào)整電子槍電流和加速電壓來(lái)確保電子束穩(wěn)定。如果電子束過強(qiáng)或過弱,都會(huì)影響成像質(zhì)量。 粗聚焦與精細(xì)聚焦:通過調(diào)節(jié)物鏡(或聚焦透鏡)的電壓,粗略地將電子束聚焦到樣品上。之后,使用精細(xì)聚焦調(diào)節(jié)器,細(xì)致地調(diào)整焦距,確保圖像清晰。 掃描范圍調(diào)節(jié):確保掃描區(qū)域與樣品的實(shí)際大小相匹配。過大的掃描區(qū)域可能導(dǎo)致圖像模糊,過小則可能錯(cuò)過關(guān)鍵信息。 3. 聚焦時(shí)常見問題及解決方法 在使用SEM時(shí),聚焦不準(zhǔn)是常見的問題之一。常見問題及其解決方法如下: 圖像模糊:可能是因?yàn)殡娮邮凑_聚焦,需再次調(diào)整焦距或電子槍參數(shù)。 焦點(diǎn)漂移:長(zhǎng)期使用可能導(dǎo)致電子束位置漂移。此時(shí)需要重新校準(zhǔn)儀器,檢查電壓和電流設(shè)置。 樣品表面不平整:表面粗糙或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的樣品容易造成聚焦困難。應(yīng)選用適當(dāng)?shù)姆糯蟊堵?,并注意樣品的處理和?zhǔn)備工作。 4. 聚焦技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 隨著電子顯微鏡技術(shù)的不斷進(jìn)步,聚焦技術(shù)也在不斷發(fā)展。例如,自動(dòng)化聚焦系統(tǒng)的出現(xiàn)大大提高了操作的度和效率,同時(shí)降低了操作人員的技能要求。未來(lái),結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)聚焦技術(shù)有望進(jìn)一步提升掃描電子顯微鏡的性能,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程。 結(jié)論 掃描電子顯微鏡的聚焦技術(shù)是確保高質(zhì)量成像的核心。在實(shí)際操作中,了解聚焦的基本原理,掌握聚焦技巧,并及時(shí)解決常見的聚焦問題,能夠大幅提高實(shí)驗(yàn)的精確度與效率。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)SEM的聚焦過程將變得更加自動(dòng)化和智能化,為科學(xué)研究提供更為強(qiáng)大的支持。
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2025-05-19 11:15:18透射電子顯微鏡怎么聚焦
透射電子顯微鏡怎么聚焦:深入解析聚焦原理與操作技巧 透射電子顯微鏡(TEM)作為一種高分辨率的科學(xué)研究工具,廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、生命科學(xué)及納米技術(shù)等領(lǐng)域。其關(guān)鍵技術(shù)之一就是聚焦,決定了顯微鏡成像的清晰度與準(zhǔn)確性。在本文中,我們將深入探討透射電子顯微鏡的聚焦原理、常見的聚焦方法及操作技巧,幫助用戶更好地掌握這一精密設(shè)備,提升顯微鏡的使用效果和圖像質(zhì)量。 透射電子顯微鏡聚焦的原理 透射電子顯微鏡的工作原理依賴于電子束與樣品相互作用,進(jìn)而產(chǎn)生放大圖像。聚焦的核心目標(biāo)是通過電子透鏡系統(tǒng)將電子束精確地集中到樣品的特定區(qū)域,從而獲得清晰的圖像。顯微鏡中電子束的聚焦過程與光學(xué)顯微鏡有所不同,因?yàn)殡娮拥牟ㄩL(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)短,能夠提供更高的分辨率。 透射電子顯微鏡的聚焦方法 粗聚焦與精細(xì)聚焦 在使用透射電子顯微鏡時(shí),首先進(jìn)行粗聚焦。這是通過調(diào)整顯微鏡中的粗調(diào)焦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通常用于將樣品大致放置在視野內(nèi)。之后,通過精細(xì)調(diào)焦調(diào)整電子束,使圖像更加清晰,精確控制焦距,以獲取佳的圖像細(xì)節(jié)。 電子束調(diào)整 為了確保聚焦效果,操作人員需要根據(jù)樣品的厚度和類型適時(shí)調(diào)整電子束的強(qiáng)度和聚焦位置。過強(qiáng)的電子束可能導(dǎo)致樣品損傷或圖像失真,而過弱的電子束則可能影響圖像質(zhì)量。 離焦與焦距調(diào)節(jié) 通過對(duì)透射電子顯微鏡的離焦控制,可以優(yōu)化圖像的清晰度。離焦是指電子束未能準(zhǔn)確聚焦到樣品表面,通常表現(xiàn)為圖像模糊。通過調(diào)節(jié)焦距并適當(dāng)調(diào)整顯微鏡的透鏡系統(tǒng),可以有效避免這一問題,確保成像清晰。 自動(dòng)聚焦技術(shù) 許多現(xiàn)代透射電子顯微鏡配備了自動(dòng)聚焦系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整焦距,以確保成像的穩(wěn)定性。雖然自動(dòng)聚焦系統(tǒng)提高了操作的便捷性,但仍需在復(fù)雜樣品或高分辨率成像時(shí)手動(dòng)微調(diào),以獲得理想的效果。 影響聚焦效果的因素 樣品的厚度與形態(tài) 樣品的厚度直接影響電子束的穿透深度,從而影響焦點(diǎn)的準(zhǔn)確性。較厚的樣品需要較強(qiáng)的聚焦,而薄樣品則相對(duì)容易聚焦。樣品的形態(tài)和材質(zhì)特性也會(huì)對(duì)聚焦效果產(chǎn)生影響,需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整聚焦策略。 顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng) 顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng),包括電子槍、透鏡以及其他組件,都會(huì)影響聚焦效果。老化的組件或損壞的鏡頭可能導(dǎo)致聚焦困難,影響圖像質(zhì)量。因此,定期的顯微鏡維護(hù)和校準(zhǔn)是確保其正常工作的關(guān)鍵。 操作技巧與經(jīng)驗(yàn) 透射電子顯微鏡的操作不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理調(diào)整過程,操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技巧同樣至關(guān)重要。熟練的操作員可以更好地掌握不同類型樣品的聚焦要求,避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致的圖像失真。 結(jié)語(yǔ) 透射電子顯微鏡的聚焦技術(shù)是顯微鏡成像的基礎(chǔ),直接關(guān)系到圖像質(zhì)量與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。從粗聚焦到精細(xì)調(diào)焦,再到自動(dòng)聚焦系統(tǒng)的應(yīng)用,每個(gè)環(huán)節(jié)都需要操作人員細(xì)致入微的調(diào)整和操作。了解并掌握這些聚焦技巧,對(duì)于提升研究質(zhì)量、減少誤差具有重要意義。對(duì)于任何進(jìn)行透射電子顯微鏡研究的專業(yè)人員而言,熟練掌握這些操作無(wú)疑是科研成功的關(guān)鍵。
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碳中和對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)的影響
微生物組測(cè)序技術(shù)
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測(cè)試時(shí)間分辨光
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