SmarAct 模块化可定制 SEM 平台
对亚原子尺度材料特性的研究与操控正在推动量子技术、材料科学和半导体研究的发展。为支持这些进展，分析方法必须持续演进，从而对定位精度、稳定性和实验适应性提出越来越高的要求。
SmarAct 的解决方案之一是一款超紧凑型模块化定位平台，可在极小的占用空间内实现纳米级精确运动。该平台具有多达六个自由度，能够实现高精度样品定位，同时保持纤薄外形，并支持较大的倾斜角和旋转角。与此同时，样品可从多个方向接近，从而便于仪器集成、探测器布置并提高实验灵活性。
该系统基于可配置的平台理念构建，可通过丰富的定位台、材料选项、驱动技术和运动学配置，根据具体应用要求进行定制，因此能够为新仪器开发和现有系统的现代化改造提供理想基础。
该平台尤其适用于扫描电子显微术（SEM）、扫描透射电子显微术（STEM）、能量色散 X 射线光谱法（EDS）和 X 射线衍射（XRD）。其模块化设计还支持计算机断层成像、叠层成像术、晶体学、光谱学以及多种原位实验等先进分析技术。
该平台能够满足对灵活且面向未来的仪器设备日益增长的需求，并可轻松集成到现有实验室和工业装置中。它为用户提供可扩展的解决方案，可随研究目标共同演进，并帮助优化工作流程。
理念与设计
系统核心是一款高精度样品台，可在多达六个自由度上实现纳米级精确且可重复的样品定位。
模块化设计允许在同一平台内组合不同的运动技术和定位轴，并可随着要求的变化进行扩展。因此，该系统同样适用于探索性实验室环境、专用研究基础设施和紧凑型 OEM 集成。
对于需要附加功能的应用，可选用标准 200 mm 平台，该平台能够同时容纳多达四个可选功能模块。通过这种方式，用户可在保持系统布局紧凑有序的同时集成互补功能。
系统及其各个模块既可作为完全独立的解决方案运行，也可无缝集成到现有控制环境和自动化框架中。凭借灵活的机械设计，样品操作平台或选定的子系统可集成到各种电子显微镜、科学仪器和其他先进分析设备中，特别适用于空间受限或环境条件严苛的应用场景。
该平台将灵活性、精度和系统集成融入同一理念。无论是在高度聚焦的束流中对准样品、在电子光学系统下定位试样，还是开发复杂的科研仪器，模块化平台及其模块均可为高要求应用提供可靠基础。在这些应用中，精度、适应性和多轴运动必须满足空间限制或严苛环境的要求。
可用模块包括具备四维纳米级精确定位能力的纳米探针塔、最多支持四个样品架的自动样品更换器、专用 lift-out 模块，以及面向先进显微工作流程的专用 lift-out 或样品转移平台。
样品台
该样品台具有六个自由度和紧凑节省空间的外形，可在复杂实验装置中提供高度灵活的定位能力。系统基于串联运动学或并联运动学架构，并采用 compucentric motion control，可在保持高稳定性和重复精度的同时实现精确的平移和旋转定位。
经过优化的机械设计可将遮挡降至最低，仅遮挡样品上方半球空间的 4%，使其余 96% 的空间保持无遮挡状态，并可供探测器、束流路径和辅助仪器使用。
研究人员可获得纳米级和微度级位置分辨率、可重复返回已定义坐标的能力，并可使用开环控制和闭环控制。样品旋转范围可达 360°，Tip/Tilt 倾斜范围可达 180°，结合直径为 1 英寸的中心孔径，可提供高要求衍射和成像实验所需的灵活性。
自动运动序列有助于提高工作流程效率并实现与先进研究环境的集成。系统的高精度还支持图像拼接以及对宏观样品区域进行扫描，即使束流源无法移动，也可完成相关应用。
SMARPOD、SMARGON 和 TRIPOD 等其他 SmarAct 定位系统也可用作样品台，使用户能够充分利用各系统的特定功能和优势。
探针塔
探针塔可在显微镜腔体内直接进行电学探针测试和表征，从而扩展扫描电子显微镜环境的功能。
该系统基于成熟的 SMARPROBE 技术，提供宽裕的 21 × 21 × 21 mm³ 行程范围，使多达四个探针尖端能够到达典型 SEM 样品架上的几乎任何位置。
探针塔专为从事半导体开发、材料科学、纳米技术和光子学工作的科学家及工程师设计，将精确运动控制与灵活的电气测量功能相结合。系统支持广泛的应用，包括建立已定义的电势、对样品进行受控接触，以及在绝缘表面进行局部电荷耗散。
用户可执行从简单单点探针测试到复杂四点表征的各种测量，并可选择不同的偏置配置。该平台还适用于电子束吸收电流（EBAC）和电子束诱导电流（EBIC）分析等先进电子束技术，可对器件结构和材料特性进行详细研究。
为最大限度提高狭小 SEM 腔体内的易用性，可将探针塔移动到专用停放位置，以便在需要时获得最佳样品接近空间。运动架构可通过 SmarAct Motion Control 进行定制，从而支持面向具体应用的运动学配置，并可选择独立运行或与样品定位系统同步运动。
集成式自动探针落针流程支持可靠且受控的探针放置，有助于保护精密样品和探针尖端。对于特殊应用，可选蚀刻工作站支持制造符合特定测量要求的定制探针尖端几何形状。
自动样品交换系统
Sample Changer 可直接在仪器环境内自动更换样品，从而扩展小型化样品台的功能。
样品可在专用样品库与样品台之间依次转移，无需对腔体放气。这样既可保持稳定的测量条件，又可减少正在进行的实验和分析流程受到的中断。
样品转盘目前配置为可容纳多达四个标准样品架或样品台（stub），从而能够预先准备多个样品并按顺序进行处理。每次更换后，样品台均可自动返回原始分析位置，从而支持高效且可重复的工作流程。
为最大限度增加样品接近空间，并减少对探测器或成像路径的干扰，可单独定义 Sample Changer 的停放位置，从而避免阴影效应并优化可用工作空间。可定制的样品架理念可支持各种不同的样品尺寸，进一步提高系统灵活性。
通过将常规操作步骤自动化并减少人工干预，Sample Changer 有助于提高测量吞吐量、更充分地利用宝贵的仪器时间，并简化对可靠性、效率和易用性有较高要求的分析流程。
应用
现代材料研究越来越依赖高分辨率成像、分析表征与精确样品操作的结合。SmarAct 的高精度定位技术支持扫描电子显微术（SEM）、扫描透射电子显微术（STEM）、聚焦离子束（FIB）系统和透射电子显微术（TEM）中的先进工作流程，可满足材料科学、半导体研究、光子学和纳米技术领域的高要求应用。
该平台同样适用于计算机断层成像和 Volume SEM，在这些应用中，精确的样品定位是重建复杂三维结构的关键。研究人员可执行多点探针测试，以及 EBAC、EBIC、阴极发光（CL）、电子能量损失光谱（EELS）、X 射线衍射、能量色散光谱（EDS/EDX）和波长色散光谱（WDS）等先进表征技术。
凭借纳米级精确运动控制和闭环位置反馈，该系统可为样品对准和检测提供极高的灵活性。其运动学设计能够提供接近 360° 的试样接近范围，从而可从传统样品台难以实现的视角进行成像和分析。
该功能不仅支持全面的科学研究，还可用于创建极具视觉表现力的可视化内容和虚拟样品飞越动画。通过从意想不到的视角展现结构，研究人员能够制作富有吸引力的图像和演示内容，以高度直观且易于理解的方式传达复杂的科学成果。
协同开发的精密定位
SmarAct 与您的团队紧密合作，为您的仪器和应用开发量身定制的模块化定位方案。
借助我们的可定制 SEM 平台，您可获得精确定位、灵活集成，以及从概念到实施全过程的专家支持。
定制
先进研究项目和高科技工业应用具有各自独特的要求。无论是受限的安装空间、严苛的真空环境、高度个性化的实验装置还是特殊材料，SmarAct 均可提供根据具体需求定制的高精度定位解决方案。
SmarAct 拥有全面的产品组合，涵盖单轴定位台、旋转台、多轴系统、并联运动学系统、小型化机器人、控制系统和计量解决方案，使科学家和工程师能够配置与具体应用要求精确匹配的定位系统。
可根据可用空间、特定机械接口、环境条件和性能目标进行个性化调整。根据具体应用，行程和旋转角可扩展至标准配置以外，从而为复杂定位任务提供更高的灵活性。
SmarAct 解决方案适用于广泛的环境条件，从大气压到高真空（HV，低至 1 × 10⁻⁶ mbar）和超高真空（UHV，低至 1 × 10⁻¹¹ mbar）。配置还可针对低温条件、高磁场和高辐射环境进行调整，因此非常适合电子显微镜、光谱学、同步辐射光束线、量子技术和材料科学领域的高要求应用。
凭借全面的内部开发、工程设计、验证和制造能力，SmarAct 可为各种科学和工业应用提供定制定位解决方案，同时保持高精度、高可靠性和紧凑设计。产品组合涵盖实验室原型、专用科研仪器、OEM 集成和生产系统，并由丰富的定位技术提供支持。
配置范围可从单轴定位台扩展到具有多个自由度的复杂系统和完全集成式解决方案，从而满足研究、开发和先进制造领域的特定应用要求。
控制系统与软件
MCS2 Modular Control System 是 SmarAct 用于控制高精度定位和自动化系统的最通用平台。其灵活的模块化架构专为研究、开发和工业环境设计，并支持广泛的 SmarAct 定位技术。MCS2 提供台式、机架式和 OEM 配置，可根据具体系统要求进行定制，并可通过 USB、Ethernet 或 EtherCAT® 集成到实验室和自动化环境中。先进的 I/O 功能支持同步、触发和自定义控制流程，可选手控模块则可提供直观的手动操作。
全面的软件产品组合同时支持系统运行和应用开发。文档完善的应用程序编程接口（API）和软件开发工具包（SDK）支持使用 Python、LabVIEW、C++ 或 C# 进行便捷集成，SCoPE 则提供用于设置、可视化和系统管理的直观工具。与 µManager 的集成可支持显微镜和成像应用。可选运动学建模支持对并联运动学系统进行基于位姿的控制，集成式波形发生器则允许用户为复杂测量和成像工作流程定义扫描图案。
SmarAct Motion Control GUI Software
SmarAct Motion Control GUI 是一款图形用户界面，可用于与 SmarAct 运动系统进行简单快速的交互。
SCoPE Application Software
使用 SmarAct 的模块化软件平台开发、控制并运行自动化流程；该平台集可视化流程建模、Python 脚本和硬件集成于一体。