在凝聚態物理與二維材料研究領域，多層石墨烯的堆垛順序（如ABA、ABC堆垛）及其層間耦合效應，直接決定了材料的電子能帶結構與量子輸運特性。對這一微觀結構的表征，長期以來依賴進口近紅外顯微鏡。2026年1月，蘇州卡斯圖電子有限公司自主研發的MIR100近紅外顯微鏡正式交付天津大學凝聚態物理專業實驗室，并在多層石墨烯堆垛分析中展現出與進口設備相當的成像性能與測量精度，為國產科研儀器替代提供了關鍵技術實證。
一、技術挑戰：多層石墨烯堆垛觀測的核心需求
多層石墨烯的堆垛結構觀測需滿足三大核心要求：一是亞微米級空間分辨率，以區分單層與多層石墨烯的界面特征；二是高對比度成像能力，需通過近紅外波段（700-2500nm）的光學響應差異識別堆垛順序；三是非破壞性測量，避免電子束或機械接觸對樣品本征特性的影響。傳統可見光顯微鏡受衍射極限限制，無法清晰分辨多層石墨烯的堆垛細節；掃描電子顯微鏡（SEM）雖分辨率高，但需真空環境與導電涂層，易引入樣品損傷。近紅外顯微鏡憑借其對石墨烯層間范德華力的敏感響應，成為該領域的主流觀測工具，但此前市場長期被歐美品牌占據。
二、MIR100的技術進展：從硬件到算法的全棧優化
蘇州卡斯圖MIR100近紅外顯微鏡通過三項核心技術進展，實現了在多層石墨烯研究中的性能提升：
1. 寬波段高靈敏度光學系統：設備搭載700-2500nm可調諧近紅外光源與高量子效率InGaAs探測器，在1550nm波段的光學分辨率達0.8μm，可清晰捕捉多層石墨烯堆垛界面的光吸收差異。實驗數據顯示，其對ABC堆垛與ABA堆垛的對比度區分度達35%，與進口設備（的38%相當，滿足堆垛順序的定性分析需求。
2. AI驅動的低噪聲成像算法：針對石墨烯樣品信號微弱的特點，MIR100集成多幀疊加降噪與自適應對比度增強算法。在天津大學的實測中，設備對5層石墨烯堆垛的成像信噪比（SNR）達42dB，較傳統近紅外顯微鏡提升20%，明顯減少了基底噪聲干擾。
3. 非接觸式動態觀測能力：設備支持室溫常壓環境下的實時成像，可對石墨烯在電場、溫度場作用下的堆垛結構變化進行動態追蹤。
四、國產替代的價值：從成本到服務的優勢
相較于進口設備，MIR100在高校科研場景中展現出顯著的綜合優勢：
1. 成本可控：設備采購成本僅為進口同類產品的50%，且無需支付高額的進口關稅與維護費用；
2. 服務響應：提供48小時現場技術支持與定制化軟件升級，解決了進口設備“售后周期長、維修成本高”的問題；
3. 功能拓展：開放光學參數調節接口，支持用戶根據石墨烯研究需求自定義波長組合與成像模式，靈活性優于封閉式的進口系統。
五、結語：國產儀器在科研領域的“進步”之路
MIR100在天津大學的成功應用，標志著國產近紅外顯微鏡已突破多層石墨烯堆垛分析的技術壁壘，從“可用”邁向“好用”。對于高校科研團隊而言，這不僅意味著更低的設備門檻與更高的研究效率，更代表著國產儀器在凝聚態物理等前沿領域的技術話語權提升。未來，蘇州卡斯圖將持續優化近紅外成像技術，拓展其在二維材料、量子器件等領域的應用，為中國科研儀器的自主創新注入更多動能。