Микроскоп зондовый сканирующий SPM-9700, Shimadzu

Описание

Сканирующая зондовая микроскопия позволяет получать цифровое трёхмерное изображение поверхности (атомарной решётки, живой клетки, интегральной микросхемы, структуры полимера и т.д.) и её локальных характеристик с высоким разрешением. Процесс построения изображения основан на сканировании поверхности зондом.

Технические характеристики:

Разрешение - 0,2 нм по осям X, Y, 0,01 нм по оси Z;

перемещение детектирующей системы - источник света / оптический рычаг / детектор;

непрерывное освещение кантилевера лазерным диодом, даже при смене образца;

фотодетектор;

сканер с трубчатым пьезоэлектрическим приводом, диапазоны сканирования:

- 30 мкм x 30 мкм x 5 мкм (стандартная комплектация);

- 125 мкм x 125 мкм x 7 мкм (опция);

- 55 мкм x 55 мкм x 13 мкм (опция);

- 2,5 мкм x 2,5 мкм x 0,3 мкм (опция).

магнитный зажим для фиксации образца;

механизм скольжения головки со встроенной системой перемещения детектора и кантилевером. Смена образца без удаления кантилевера;

максимальные размеры образца - 24 мм*8мм;

полностью автоматический, независимый от толщины образца механизм настройки;

по оси Z c шаговым двигателем, максимальный ход - 10 мм;

антивибрационная система, встроенная в блок SPM;

возможность заменять образцы без удаления держателя кантилевера;

доступность образца во время измерения;

высота образца настраивается автоматически, независимо от его толщины.

Стандартные режимы работы:

• Контактный режим;

• режим латеральных сил;

• динамический режим;

• фазовый режим;

• режим силовой модуляции;

• силовая кривая.

Опциональные режимы работы:

• Режим проводимости;

• режим поверхностного потенциала (кельвин-микроскопия);

• магнитно-силовой режим (магнитно-силовая микроскопия);

• силовое картирование;

• режим векторного сканирования;

• режим сканирования в слое жидкости;

• электрохимическая атомно-силовая микроскопия.

Опции для расширения возможностей SPM-9700:

• Оптический микроскоп с цифровой камерой;

• волоконно-оптический осветитель;

• блоки широко/узко-форматного и глубинного сканирования;

• климатическая камера с нагревателем образцов, контролем температуры, влажности и газового состава атмосферы;

• программа анализа распределения частиц по размерам.

Принцип работы:

В СЗМ исследование микрорельефа поверхности и ее локальных свойств проводится с помощью специальным образом приготовленных зондов в виде игл. Рабочая часть таких зондов (кантилевер) имеет размеры порядка 10 нанометров. Характерное расстояние между зондом и поверхностью образца в зондовых микроскопах по порядку величины составляет 0,1-10 нм. С помощью операционной системы компьютера это расстояние пропорционально связано с электромагнитным параметром взаимодействия между зондом и поверхностью образца и поддерживается постоянным по принципу отрицательной обратной связи. Таким образом, малейшее изменение расстояния между зондом и сканируемой поверхностью отражается на изменении связанного с ним параметра, который поддерживается оператором на заданном уровне, благодаря чему зонд отклоняется на пропорциональное заданному параметру расстояние.Функция перемещения зонда записывается в память компьютера и формирует изображение посредством компьютерной графики. В современных зондовых микроскопах точность удержания расстояния зонд - поверхность достигает величины ~ 0,01 А.

Возможности сканирующей зондовой микроскопии:

• Получение трехмерного изображения рельефа поверхности образцов металлов, полупроводников, керамики, макромолекул и биологических объектов с увеличением в несколько тысяч или миллионов раз, что используется в материаловедении, полупроводниковой промышленности, биологии, медицине, при физических и химических исследованиях.

• Измерение значения следующих физических свойств поверхности с пространственным разрешением в доли нанометра:

- механических (силу трения, адгезию, жесткость, эластичность);

- электрических (потенциал, проводимость);

- магнитных (распределение намагниченности).

Разнообразие методов визуализации 3D изображения с помощью SPM-9700

Используйте мышь для изменения масштаба и свободного вращения изображений или изменения увеличения по оси Z. Это позволяет визуализировать полученные данные различными способами, подтверждая эти данные в режиме реального времени.

Функция текстуры

Информация о высоте может быть наложена на информацию о физических свойствах. Это позволяет ясно показать соотношения между двумя параметрами.

Анализ профилей поперечного сечения

В 3D изображениях можно анализировать профили сечения. Если информация о физических свойствах выражена в терминах текстуры, соответствующие профили

сечения могут быть показаны и проанализированы в том же месте.