江柯敏,测试中心X射线光电子能谱仪(以下简称XPS)管理员。2007年,硕士毕业的他加入宁波材料所,至此便一直工作在分析测试第一线。入所12年来,他始终坚守“做精做专、服务科研”的初心,专心钻研XPS分析测试技术,认真踏实做好分析测试工作,逐步扩大了宁波材料所在XPS分析测试技术领域的影响力,他本人也成为小有名气的XPS分析测试技术专家。2019年12月,通过评审,他被中国科学院授予“2019年度中国科学院院所两级公共技术服务中心优秀个人”的光荣称号。
不断精进 提升分析测试水平
如何提高自己的分析测试水平,为科研和企业出一把力,成为分析测试专家,一直是江柯敏追求的目标。在负责管理XPS之前,他从来没有接触过这台价格仅次于透射电镜的精密仪器。设备安装时看到复杂的设备系统,听到工程师说使用好这台设备不容易,从不轻易服输的他就暗暗下定决心——要征服它、驾驭它,让它成为自己的良骑!
从最初的精细操作,到完全熟悉设备的各个功能;从最初的有限谱图分析基础,到长期不懈的学习积累,脑海中自成谱图库;从依赖文献或他人的分析测试方法,到自己开发建立复杂样品的分析方法……十几年来,在钻研XPS分析测试技术的道路上,江柯敏从未停止过自己的脚步。XPS用于分析材料表面的化学状态和电子结构信息,样品表面电荷积累容易出现假峰,直接影响对研究结果的判断;不同元素间谱峰存在干扰,同一元素主峰存在各种不同的化学位移、不同的劈裂间距、各种卫星峰及反常态谱峰,需要结合俄歇峰和次峰等多谱峰辅助分析……对分析测试中遇到的各种疑难样品,他孜孜不倦地阅读标准和文献资料,实践拟合分析大量测试结果,练就了一身过硬的技术,为动力锂电实验室、表面事业部、新能源所等所内研究团队的科研工作提供了有力的支撑;面对各类样品的XPS数据分析,他从专业角度探讨实验机理、解答论文审稿意见,为所内外的科研人员答疑解惑,提供高水准的XPS测试服务。
江柯敏对分析测试技术的一贯专注和丰富的分析测试经验,使宁波材料所测试中心的这台XPS成为厂家所有用户中使用效率最高和用户认可度最高的仪器,复旦大学、浙江大学和山东大学的用户也慕名而来,即使自己校内有此类仪器也要舍近求远来宁波材料所测试。近3年来,宁波材料所每年的XPS测试机时都在3000小时以上,仪器使用率超过200%。江柯敏也多次受邀为浙江大学、宁波工程学院等单位做分析测试技术报告。
刻苦钻研 确保仪器安全平稳运行
在江柯敏眼里,XPS就是他的宝贝,仪器的安全平稳运行时刻牵动着他的心。由于系统比较复杂,XPS的操作需要特别细心。而且,由于真空系统和电子单元的复杂性,设备还会经常出现各种问题,这让所有XPS设备使用者都为之头痛。对于一台使用频繁的进口精密设备来说,故障不仅意味着高昂的维修费用,更意味着样品的积压和科研人员的焦急等待。
在管理初期,遇到XPS设备发生故障时,江柯敏并没有什么经验,只能求助于工程师或同行。在工程师维修时他便全程用心看、用心记,不懂的多问多想,一点一点学习和积累设备的故障判断和维修技巧。慢慢地,他掌握了设备的“脾气秉性”和运行维护诀窍,设备的故障率不但随之大大降低,而且即便出了问题,他也能准确判断故障,甚至还能自己动手解决部分问题。有一次,氩离子枪出现故障,拆开仪器后发现灯丝Grid上有少量针状金属屑,导致断路。他通过对金属屑进行EDX分析,发现金属屑为钼金属,便和厂家确认灯丝套件光阑孔后面的电离腔内壁材质是否为钼,在得到肯定的答案后,他便判断是由于氩离子枪在长期工作后,部分钼结晶沉积在腔体内,并通过光阑到达灯丝引起短路,而后他进一步拆开腔体进行了内部清理,顺利解决了这一故障。
11年间,XPS设备的多个控制单元都发生过故障,通过分析排查,他发现该类故障大部分是单元电源出现问题,少数为电路板元器件出现问题,而设备厂家的维修周期长、报价高。为此,他通过网络联系到专业的电源维修点,自行拆机邮寄维修,不但质量有保证、速度快,而且节省了高额的维修费用。仪器厂家对宁波材料所XPS多年来的维修成本和平稳运行非常认可,并作为优质用户予以宣传。
用户至上 坚持全力支撑科研
对于江柯敏来说,用户就是上帝,每每解决一个难题,每每通过自己的努力拓展了一点点的仪器功能,都让他欣喜不已。在多年的测试工作中,不管是所内的科研团队还是所外用户,都有一些复杂的样品,他们往往都是带着“疑难杂症”而来,也对仪器负责人寄予着厚望。
新能源所和表面事业部的XPS测试量一向较大,有不规则样品、粘稠样品、空气敏感样品和严重荷电样品需求等,制样条件要求高,稍有不慎就会导致测试结果出现较大偏差,为此,江柯敏探索了针对不同类别样品的特殊制样测试方法。通过改变制样条件,实现了粘稠样品、严重荷电样品的准确测试;安排样品手套箱制样,合理安排测试进样,最大可能地减低对空气敏感样品测试的影响;通过多次的实验,他发现降低不导电薄膜厚度至10nm左右,有利于不导电薄膜的紫外光电子能谱测试等。
宁波材料所先进能源材料团队二维MAX相的XPS表征反应机理研究中,材料容易荷电产生错误的假峰,江柯敏通过调整制样方法和参数,得到了真实的表面分析结果,并对XPS数据拟合分析,很好地解释了碳化锆、碳化铪等二维MAX材料形成的化学机理,相关数据还被用在了该团队发表的论文中。
不仅如此,江柯敏还努力为企业提供复杂样品测试方案,解决困扰企业的难题,如宁波台晶电子偏频晶片分析、广州兴森快捷电路板触点不良品分析、宁波韵升光通信瓷釉变色原因分析等,为企业带来了一定的经济效益。
江柯敏始终坚持全力支撑科研的宗旨,根据科研需要,拓展了XPS的原位电场测试功能,并成功申请了浙江省公益性技术应用研究测试分析项目、中科院仪器功能开发项目和宁波市自然基金,发表论文12篇,授权专利1项。
在宁波材料所这个开放、创新的平台上,凭借对分析测试技术持之以恒的专注,江柯敏不断成长,在追逐自己“测试专家”梦想的路上迈开了坚实的步伐,我们相信,坚守这份专注的他将最终成就自己的梦想!
工作中的江柯敏
(公共技术服务中心 张晓红)
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