Nature/Science发不停：10 nm分辨率、200+知名课题组验证，近场光学显微镜突破纳米表征极限
发布日期：2026-09-20
一台设备·一个标准·一种可能
在纳米科学领域，有一台设备正在以惊人的频率出现在Nature、Science等高水平论文中，它就是attocube（原neaspec）的neaSCOPE系列散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）。
neaSCOPE是将nano-FTIR与AFM-IR两大纳米红外技术以高性能完整集成的商用显微镜系统，能够以低至10 nm的空间分辨率实现红外成像与光谱分析，这一分辨率比传统FTIR的衍射极限（约5 μm）提升了500倍。其自研的伪外差（PsHet）检测方法近二十年来一直是s-SNOM领域的行业金标准。
从2002年的声子增强突破性观测，到2026年高性能柔性热电不规则分级多孔聚合物的全新突破，neaSCOPE用二十余年时间，推动了散射型近场光学显微镜在聚合物科学、二维材料、极化激元、能源材料、生命科学等多个跨学科领域的重磅成果。近12年间，仅Nature/Science正刊就已产出17 篇以上。
neaSCOPE纳米光谱与成像系统
丰富的应用场景：
IR-neaSCOPE+TERs—纳米红外光谱与超光谱成像（nano-FTIR）
THz-neaSCOPE+s—太赫兹近场成像与时域光谱
cryo-s-SNOM—低温超高真空极化激元研究
支持泵浦-探测、门控电学、低温、THz等多模态联用
核心优势：
10 nm 高空间分辨率的化学识别，可以在纳米尺度下实现对几乎所有材料的化学分辨；
与传统FTIR光谱一致的测量结果，可直接对照传统IR光谱数据库；
可兼容可见、红外和THz激发波长激光，完整覆盖 Drude 拟合所需全中红外光谱区间；
支持原位液相、变温环境模块，可模拟器件真实工作环境开展动态无损表征；
适用于同步辐射红外光源；
与散射式近场光学（s-SNOM）和 AFM-IR / PTE+等测量模式兼容。
近12年：从2014到2026，从奠基性突破到产业级应用
部分重要用户单位：
neaSCOPE现已广泛遍布于北京大学，清华大学，北京航空航天大学，中国科学技术大学，马普所，哥伦比亚大学，伯克利大学，麻省理工学院，哈佛大学，斯坦福大学，剑桥大学，ICFO（西班牙），新加坡国立大学以及全球200+前沿课题组。
★ 2025–2026 精选案例★
以下3篇均为2025–2026年发表于Nature/Science的研究成果，每一篇都深度使用了neaSCOPE的nano-IR能力。
1. Science 2026 ·高性能柔性热电不规则分级多孔聚合物
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相关产品：IR-neaSCOPE
本研究报道了一种具有不规则分级多孔结构的聚合物材料，展示出超卓的柔性热电性能。研究者通过控制聚合物的合成条件，构建了多尺度相互连通的孔隙网络，显著提升了材料的塞贝克系数与导电率的协同优化。该柔性热电材料在可穿戴能量收集器件中展现出优异的综合热电性能，为新一代柔性电子与物联网设备的自供能应用提供了重要材料基础。
设备应用：SNOM（伪外差 IR-SNOM）通过对704 cm⁻¹（PS）和810 cm⁻¹（PDPPSe-12）特征振动峰进行纳米尺度近场吸收成像，实现了两种聚合物组分的高空间分辨率化学识别。结果直观揭示了PS形成孤立球状分散相、PDPPSe-12形成连续相，证实了共混薄膜的相分离结构，并证明PS富集区域是后续多孔网络形成的前驱区域。
Irregular hierarchical-porous polymer for high-performance soft thermoelectrics. Science 2026, 391, 6789.
2. Nature 2025 · 二维聚苯胺晶体（面外金属导电）
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相关产品：IR/THz-neaSCOPE
该工作报道了一种具有面外方向金属导电性的二维聚苯胺晶体（2DPANI）的成功制备，首次实现面外方向金属性电导（7.1 S cm⁻¹）。研究团队通过精确控制聚苯胺的结晶过程，获得了高度有序的二维聚合物晶体，其面外电导率达到金属级别，突破了传统导电聚合物各向同性或面内导电的局限。结合纳米尺度电学表征与理论计算，阐明了π-π堆叠与分子间电荷转移对面外金属导电性的关键作用机制，为二维有机导体研究开辟了新方向。
设备应用：基于IR-neaSCOPE的THz/IR双波段散射式扫描近场光学显微镜（s-SNOM）与傅里叶变换红外纳米光谱（nano-FTIR），结合有限偶极模型拟合光电导，作者得到了2DPANI在84–1800 cm-1宽频段内的近场振幅/相位成像结果——清晰呈现了二维晶体的局部光电导分布特征，阐明了π-π堆叠对面外金属导电性的关键作用。
Two-dimensional polyaniline crystal with metallic out-of-plane conductivity. Nature 2025, 638, 411-417.
3. Nature 2025 · 非双曲晶体表面长程双曲极化激元
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相关产品：IR/Cryo-neaScope
双曲极化激元通常存在于具有双曲色散（介电张量分量符号相反）的晶体中（如hBN、α-MoO3），可支持强光-物质相互作用。但双曲晶体的双曲频段固定，难以动态调控，且现有调制手段复杂。本篇Nature颠覆了这一认知——在YVO4等非双曲晶体表面同样观测到双曲极化激元，且传播长度更长、损耗更低，并可通过变温实现拓扑态切换。
设备应用：基于IR/Cryo-neaScope，在150–300 K温度范围内测量YVO4晶体表面的近场振幅图像，通过近场纳米成像与FFT等频轮廓分析，并调整红外光的频率观察双曲表面极化激子的波前变化，得到了从双曲到准直到椭圆的完整色散关系转变曲线。并在4H-SiC等材料中验证了普适性，未来可延伸至声学、微波领域。
Long-range hyperbolic polaritons on a non-hyperbolic crystal surface. Nature 644, 76 (2025)
更多2020-2023莫尔时代、2014-2018奠基性突破
以上三篇仅是2025–2026年的部分精选。neaSCOPE的高水平成果产出可以追溯到十余年前，覆盖多个研究范式的更迭，如需了解更多领域 Nature/Science 高水平成果，欢迎点击下载完整版PDF白皮书。
2020-2023莫尔时代与负折射
1) Science 2021 可编程双曲极化激元WSe2
2) Nature 2020 转角α-MoO3双层结构中的拓扑极化激元与光学魔角
3) Science 2018 莫尔石墨烯超晶格光子晶体纳米光学
4) Nature 2023 非平衡声子极化激元显著热传导
5) Nature 2023 少层共价网络富勒烯
6) Science 2023 复频率合成波克服超透镜损耗
7) Science 2023 双曲异质双晶中的负折射
8) Science 2023 门控可调中红外极化激元负折射
9) Science 2022 可重构钙钛矿镍酸盐人工智能电子器件
10) Nature 2021 体各向异性晶体中幽灵双曲表面极化激元
2014-2018奠基性突破
11) Science 2018 倏逝电磁场中的光学斯格明子晶格
12) Nature 2018 晶体振动精确控制红外极化激元
13) Science 2016 范德瓦尔斯材料中极化激元综述
14) Science 2014 共振金属天线与空间电导图案控制石墨烯等离激元
15) Science 2014 氮化硼原子层薄晶体可调声子极化激元
16) Science 2017 石墨烯等离激元非局域量子效应
17) Nature 2018 天然范德华晶体中的面内各向异性和超低损耗极化子
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