NT-MDT からの NTEGRA ヘッドを使用して SPM の実験の定期的なスキャンのプローブの顕微鏡検査そして安定性の障壁を壊すこと

カバーされるトピック

背景
Piezoceramics の特性によって引き起こされる機械ドリフト
     提案された解決策
SPM の部品の均一でない熱拡張によって引き起こされる熱ドリフト
     提案された解決策
AFM は NTEGRA Tomo を使用して断層レントゲン写真撮影を基づかせていました
SPM + 共焦点の顕微鏡検査/分光学
組合せの利点

背景

SPM のコミュニティのほとんどあらゆる専門家はサンプルおよびプローブの相互変位によって引き起こされる障害を用いる彼の (彼女の) 経験で直面されました。 この効果は AFM システムの中の機械か熱ドリフトから起こります。 結果は小さいスキャン領域 (より少しそして 1 つの ìm) の全実験のために致命的特にであることができます。

Piezoceramics の特性によって引き起こされる機械ドリフト

最もよい piezoceramics 装置はヒステリシス、クリープおよび非直線性に苦しみます。 最終的な反復性のシステムを持つ唯一の方法は特別なソフトウェアおよびクローズド・ループ訂正を適用すること (CL)です。 実際には従って CL センサーはシステムに騒音を常に入れますほとんどすべての商用化された SPMs がクローズド・ループ訂正とのより 500 nm 小さいフィールドに取り組むことを割り当てない。

提案された解決策

NTEGRA Therma の測定ヘッドの特別なデザインはプローブの動きの超安定性が高いそして再現性を維持する機会を与えます。 NTEGRA Therma のスキャンナーセンサーは商用化された器械間の低雑音のレベルを備えています。

エンジニアリング解は 50 nm 小さい領域でハードウェアの訂正を可能にします。 実際は原子格子はつけられる CL センサーと視覚化されます。

SPM の部品の均一でない熱拡張によって引き起こされる熱ドリフト

1 つは容易に気候制御を用いる部屋の 3-5°K 大きさの温度の騒音を見つけることができます。

SPM はまた操作の間に熱を作り出します。 商用化された SPMs の熱ドリフトの典型的な値は 1 時間あたりのナノメーターの 10 です。 より広いです実験の温度較差はより顕著になります熱ドリフトの影響は。によって 何百もの K ごとのナノメーターについてのドリフトは通常 SPM のための規則になります。

提案された解決策

NTEGRA Therma は熱ドリフトに対して戦うために一義的なデザイン解決を組み込みます。 および伝導性同じような熱膨張率との材料の完全に開発されたシステム幾何学、特別な組合せ、スキャンモジュールの温度の精密な安定、および他のある機能は 3-5 nm/hour、および変更の温度で約 10 nm/K を小さい室温で X-Y ドリフト可能にします!

図 1. 極端に低いスキャンレート (約 1 つのライン/秒) で得られる HOPG の原子格子

図 2. 閉じたループの訂正と視覚化された雲母の原子格子。

図 3. Nanotubes および長期実験の nanoparticles。 7 時間全面的な変位は約 35 nm です。 Dr.H.B. Chan の物理学、フロリダ、米国の大学の部門の礼儀を見本抽出して下さい

AFM は NTEGRA Tomo を使用して断層レントゲン写真撮影を基づかせていました

AFM の断層レントゲン写真撮影は原子力の顕微鏡検査に基づく、 ultramicrotomy (AFM) 方法です。 それは 1 つが幾分堅い物を含むほとんどあらゆるポリマー材料の内部の特性を調査するようにします。 3D 復元は ultramicrotome によって区分と結合されるブロックの表面のシリアル AFM イメージ投射の後で行うことができます。

図 4. AFM の断層レントゲン写真撮影の原則スキームはセットアップしました: 1 - サンプル、 2 - ホールダー、 3 を - 移動可能な ultramicrotome アーム、 4 - ultramicrotome ナイフ、 5 - AFM のスキャンナー、 6 - 厳密に調べますホールダー、 7 を - AFM のプローブ見本抽出して下さい

ポリマーマトリックス (nanocomposite 材料) 内の図 5. 無水ケイ酸の nanoparticles。 各々の個々の画像のサイズは 20x40 ìm、スペースです 200 nm です。 Dr.Aliza Tzur、 Technion、イスラエル共和国礼儀を見本抽出して下さい

多成分ポリマーブレンドの図 6. 3D モデル。 モデルサイズ 8.0x5.6x0.6 um、セクション間のスペース 40 nm。 Dr.Christian Sailer、 Institut F. Polymere、 ETH-Honggerberg、スイス連邦共和国礼儀を見本抽出して下さい

図 7. 樹脂の AFM の断層レントゲン写真撮影は藍藻を埋め込みました。 光合成の膜の薄板は拡大された AFM の画像と 3D モデルではっきり見られます (4.9x4.6x0.9 um、セクション間のスペース 50 nm)。Dr.N.Matsko、 ETH、チューリッヒ、スイス連邦共和国の礼儀を見本抽出して下さい

SPM + 共焦点の顕微鏡検査/分光学

組合せの利点

SPM および共焦点の顕微鏡検査/分光学の組合せはサンプル表面の同じ領域の同時物理的な、化学性格描写を遂行することを割り当てます。 NTEGRA スペクトルは正常に AFM、 SNOM (ほぼフィールド光学顕微鏡検査)、ラマンおよび蛍光顕微鏡および分光学の技術統合しました。

さらに、ラマンおよび蛍光性のシグナルの SPM のプローブの農産物の巨大な機能拡張のライトの相互作用による一義的な非線形光学効果の発生。 TERS (分散している先端高められたラマン) の実験は特別な AFM の先端および集中されたレーザー点の精密で空間的な調整が可能な原因になります。 光学性格描写は回折限界を越える解像度と今ずっと行うことができます。

超高度の空間分解能の図 8. ラマン顕微鏡検査。A - 実験、 B を分散させている先端によって高められるラマン - プローブの先端が上陸する場合の、 C - カーボン nanotube の束のラマン共焦点の画像複数の一桁によるカーボン nanotube G バンド増加の強度。 D- は同じ nanotube の (TERS)束の画像を分散させているラマンを先端高めました。 ノート、 TERS は共焦点の顕微鏡検査と比べて 4 時間よりよい空間分解能より多くを提供します。 先生 J. Loos、火曜日、ネザーランドおよび先生 P.Dorozhkin、 ISSP RAS、ロシア先生の S.Kharintsev、データ礼儀

ベータカロチンライン (b) で明るいフィールド顕微鏡検査 (a)、ラマン顕微鏡検査見られる図 9. Microalgae および autofluorescence (c) の共焦点の顕微鏡検査によって。 先生のドン McNaughton のモナシュ大学、ビクトリアオーストラリア礼儀を見本抽出して下さい

図 10. FITC 分類された抗体と染まる mitochondria の SNOM の画像。 回折限界を越える X-Y 解像度に注意して下さい。

ソース: NT-MDT

このソースのより多くの情報のために NT-MDT を訪問して下さい

Date Added: Jan 21, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:00

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