Инструменты нанотехнологий

Certus. Сканирующий зондовый микроскоп

Основой сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) является сканирующая головка. В компании «Нано Скан Технология» (NST) разработана СЗМ-головка нового поколения, которая получила имя Certus. При создании этой головки были учтены современные требования к сканирующей зондовой микроскопии широкого назначения, использовались новейшие достижения в электронике и оригинальные запатентованные технические решения.

Особенности СЗМ Certus

Основными отличительными чертами СЗМ Certus являются:

  • трехкоординатный плоскопаралелльный сканер с емкостными датчиками на всех осях;
  • модульная архитектура, позволяющая использовать широкий диапазон лазеров для дефлектометра (вплоть до стационарных внешних лазеров);
  • легкосъемный узел крепления зонда, который позволяет использовать принципиально разные типы зондов;
  • открытая рабочая зона (точка контакта зонда и образца), обеспечивающая легкое наблюдение за зондом, ввод внешнего излучения и т.п.;
  • параллельный подвод зонда к образцу с возможностью автоматического выравнивания головки над плоскостью образца;
  • полностью цифровая связь между головкой и контроллером.

В основном режиме Certus работает как атомно-силовой микроскоп (АСМ). В качестве дополнительных реализованы режимы: сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), сканирование датчиком Холла, метод Кельвина и другие режимы сканирующей зондовой микроскопии.

Параметры сканера Certus

В основу конструкции головки положен плоскопараллельный трехкоординатный пьезосканер, разработанный инженерами «Нано Скан Технология» (NST). Параметры сканера:

СЗМ головка
Встроенный XYZ сканер
Поле зрения СЗМ (диапазон сканирования): 100x100x15 μм
Резонансные частоты XY: 1 кГц
Резонансные частоты Z: 7 кГц
СЗМ пространственное разрешение (XY, латеральное): <1 нм
СЗМ пространственное разрешение (Z, вертикальное): <0.1 нм
Остаточная нелинейность: <0.3%
Минимальный шаг сканирования: 0.1 нм
Датчики перемещения
Тип датчиков: Ёмкостные
Принцип измерения: Время-цифровые преобразования

Все три оси сканирования снабжены ёмкостными датчиками перемещения. Измерительная часть построена на основе ВЦП (время-цифровых преобразователей), которые физически расположены максимально близко к датчикам, и непосредственно выдают цифровой сигнал, пропорциональный измеряемой емкости. Это позволяет осуществлять высокоточные измерения и передавать их в контроллер по длинным соединительным кабелям без ухудшения качества измерений.

Комплектация

В стандартной комплектации дефлектометр построен с использованием диодного лазера с длиной волны 670 nm. По желанию заказчика возможно использование другого, например инфракрасного, лазера. Кроме того, на головку возможна установка оптоволоконного порта для подключения внешнего лазера.

Головка комплектуется несколькими съемными держателями зонда: для стандартных кантилеверов, для зондов типа tuning fork с вертикальным или горизонтальным расположением. По требованию заказчиков наши инженеры могут разработать крепление практически под любые оригинальные зонды.

Уникальный «открытый дизайн» СЗМ Certus позволяет использовать высокократные внешние объективы, осветители, конденсоры микроскопов и т.п. для освещения рабочей зоны, наблюдения за образцом и зондом, для подведения излучения в точку контакта зонда и образца.

Управление головкой Certus осуществляется с помощью универсального контроллера EG-3000 и программного обеспечения NSpec.

В режиме сканирующего атомно-силового микроскопа реализованы следующие методики:

  • контактные методики;
  • динамические контактные методики;
  • полуконтактные методики;
  • бесконтактные методики.

Варианты исполнения СЗМ Certus

Использование СЗМ Certus возможно в следующих вариантах:

  • Certus Light — минимальная версия СЗМ, в которую входит головка Certus, подставка с креплением для образца, контроллер и программное обеспечение.
  • Certus Standard — основная рабочая комплектация СЗМ. В состав входит головка Certus, подставка с подвижным столиком для образца, оптический видеомикроскоп, контроллер и программное обеспечение.
  • Certus Optic — расширенный вариант СЗМ, готовый для интеграции с инвертированным оптическим микроскопом. В состав помимо сканирующей головки Certus входит основание с интегрированным плоскопараллельным сканером и подвижным столиком для образца, 6-канальный контроллер и программное обеспечение.
  • Certus NSOM — сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (СБОМ), адаптация сканирующей головки Certus для исследований веществ и материалов методиками ближнепольной микроскопии.
  • Centaur — сканирующая СЗМ головка Certus входит в состав СЗМ части комплекса, сочетающего в себе методики сканирующей зондовой микроскопи, рамановской/флюоресцентной конфокальной микроскопии/спектроскопии, традиционной оптической микроскопии.
  • Centaur HR — сканирующая СЗМ головка Certus входит в состав СЗМ части комплекса, сочетающего в себе методики сканирующей зондовой микроскопи, рамановской/флюоресцентной конфокальной микроскопии/спектроскопии с высоким спектральным разрешением, традиционной оптической микроскопии.

Видиоизображение процесса быстрого сканирования углеродных нанотрубок (УНТ)

  • Полуконтактный режим сканирования. Топография.
  • Резонансная частота зондов — 325 kHz.
  • Скорость сканирования 10 линий в секунду.
  • Изображения получены на сканирующем зондовом микроскопе Certus Standard в режиме атомно-силового микроскопа. Образец представлен профессором Неволиным В.К. (МИЭТ).

Видиоизображение процесса быстрого сканирования углеродных нанотрубок (УНТ)

 

Держатели зондов  Certus. Для кантилевера и tuning fork

Держатели зондов Certus. Для кантилевера и tuning fork

Возможные положения внешнего объектива СЗМ Certus

Возможные положения внешнего объектива СЗМ Certus

Сканирующий зондовый микроскоп (атомно-силовой микроскоп) Certus. A - фотодиод; B - кантилевер; C - лазерный луч (схематично); D - держатель зондов; E - система подвода сканирующей головки (шаговые двигатели)

Сканирующий зондовый микроскоп (атомно-силовой микроскоп) Certus. A - фотодиод; B - кантилевер; C - лазерный луч (схематично); D - держатель зондов; E - система подвода сканирующей головки (шаговые двигатели)

Дополнительные материалы:

Информация предоставлена ООО «Нано Скан Технология»

Отправить сообщение представителю компании

2 9 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Z А Б В Г Д Е И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Э ВСЕ