Quebrando Barreiras da Microscopia Rotineira da Ponta De Prova da Exploração e da Estabilidade de Experiências de SPM Usando as Cabeças de NTEGRA de NT-MDT

Assuntos Cobertos

Fundo
Tracção Mecânica Causada por Propriedades de Piezoceramics
     Solução Propor
Tracção Térmica Causada pela Expansão Térmica do Não-Uniforme das Peças de SPM
     Solução Propor
O AFM Baseou o Tomografia Usando o NTEGRA Tomo
SPM + Microscopia/Espectroscopia Confocal
Vantagens da Combinação

Fundo

Quase cada especialista na comunidade de SPM foi enfrentado em sua experiência (ela) com as falhas causadas pelo deslocamento mútuo da amostra e da ponta de prova. Este efeito elevara das tracções mecânicas ou térmicas dentro do sistema do AFM. As conseqüências poderiam ser fatais para a experiência inteira especialmente para áreas pequenas da varredura (menos então 1 ìm).

Tracção Mecânica Causada por Propriedades de Piezoceramics

Mesmo os melhores dispositivos do piezoceramics sofrem da histerese, do rastejamento e das não-linearidades. A única maneira de ter o sistema com repetibilidade final é aplicar uma correcção do software especial e (CL) do circuito fechado. Na prática os sensores do CL põem sempre algum ruído no sistema conseqüentemente quase que todo o SPMs disponível no comércio não reserva trabalhar nos campos menores de 500 nanômetro com correcção do circuito fechado.

Solução Propor

O projecto Especial da cabeça de medição de NTEGRA Therma dá a oportunidade de manter a estabilidade e a reprodutibilidade ultra altas do movimento da ponta de prova. Os sensores do Varredor de NTEGRA Therma têm o mais baixo nível de ruído entre instrumentos disponíveis no comércio.

As soluções de engenharia tornam a correcção do hardware possível nas áreas tão pequenas quanto 50 nanômetro. De facto mesmo a estrutura atômica pode ser imaged com os sensores do CL ligados.

Tracção Térmica Causada pela Expansão Térmica do Não-Uniforme das Peças de SPM

Se pode facilmente encontrar o ruído da temperatura do valor 3-5°K mesmo na sala com controle do clima.

SPM igualmente produz algum calor durante sua operação. Os valores Típicos da tracção térmica em SPMs disponível no comércio são dez dos nanômetros pela hora. Mais larga é a variação da temperatura da experiência que mais proeminente torna-se a influência térmica da tracção. A tracção sobre centenas de nanômetros por K transforma-se uma regra para SPM usual.

Solução Propor

NTEGRA Therma incorpora soluções originais do projecto para lutar contra a tracção térmica. A geometria Completamente desenvolvida do sistema, a combinação especial de materiais com os coeficientes similares da expansão térmica e da condutibilidade, a estabilização precisa da temperatura do módulo de exploração, e algumas outras características permitem tracções XY na temperatura ambiente tão pequena quanto 3-5 nm/hour, e aproximadamente 10 nm/K na temperatura em mudança!

Figura 1. estrutura Atômica de HOPG obtido extremamente - na baixa taxa de varredura (aproximadamente 1 linha/segundo)

Figura 2. estrutura Atômica da mica como imaged com correcção do laço fechado.

Figura 3. Nanotubes e nanoparticles na experiência a longo prazo. O deslocamento Total por 7 horas é aproximadamente 35 nanômetro. Prove a cortesia de Dr.H.B. Chan, Departamento de Física, Universidade de Florida, EUA.

O AFM Baseou o Tomografia Usando o NTEGRA Tomo

O tomografia do AFM é um método baseado na microscopia da atômico-força (AFM) e ultramicrotomy. Permite que se estude propriedades internas de quase todo o material de polímero que inclui um pouco duramente. a reconstrução 3D pode ser executada após a imagem lactente de série do AFM da face do bloco combinada com a secção por um ultramicrotome.

A Figura 4. esquema do Princípio do tomografia do AFM setup: 1 - amostra, 2 - prove o suporte, 3 - o braço ultramicrotome móvel, 4 - a faca ultramicrotome, 5 - o varredor do AFM, 6 - sondam o suporte, 7 - ponta de prova do AFM

Figura 5. nanoparticles do Silicone dentro da matriz do polímero (material do nanocomposite). Cada tamanho individual da imagem é 20x40 o ìm, espaços é 200 nanômetro. Prove a cortesia de Dr.Aliza Tzur, Technion, Israel.

Figura 6. Modelo 3D da mistura multicomponent do polímero. Tamanho Modelo 8.0x5.6x0.6 um, espaços entre secções 40 nanômetro. Prove a cortesia de Dr.Christian Sailer, Institut F. Polymere, ETH-Honggerberg, Suíça.

A Figura 7. tomografia do AFM da resina encaixou o cyanobacteria. Os lamellae Fotossintéticos da membrana são vistos claramente na imagem ampliada do AFM e em um modelo 3D (4.9x4.6x0.9 um, espaços entre secções 50 nanômetro). Prove a cortesia de Dr.N.Matsko, ETH, Zurique, Suíça.

SPM + Microscopia/Espectroscopia Confocal

Vantagens da Combinação

A Combinação de SPM e de microscopia/espectroscopia confocal reserva realizar a caracterização física e química simultânea da mesma área na superfície da amostra. Os Espectros de NTEGRA integraram com sucesso o AFM, o SNOM (microscopia óptica do próximo-campo), a microscopia de Raman e de fluorescência e as técnicas da espectroscopia.

Além Disso, elevarar óptico não-linear original dos efeitos devido à interacção da luz com um realce gigante do produto da ponta de prova de SPM de sinais de Raman e de fluorescência. As experiências de TERS (Raman ponta-aumentado que dispersa) transformam-se possível devido à coordenação espacial precisa de uma ponta especial do AFM e de um ponto de laser focalizado. A caracterização Óptica pode agora ser executada com a definição para além do limite de difracção.

Figura 8. microscopia de Raman com definição espacial ultra-alta. A - Raman aumentado ponta que dispersa a experiência, B - intensidade de aumentos da G-Faixa do nanotube do carbono por diversos ordens de grandeza quando a ponta da ponta de prova for aterrada, C - imagem confocal de Raman do pacote do nanotube do carbono. O D ponta-aumentou Raman que dispersa (TERS) a imagem do mesmo pacote do nanotube. A Nota, TERS fornece mais de 4 vezes a melhor definição espacial em relação à microscopia confocal. Cortesia dos Dados do Dr. S.Kharintsev, Dr. J. Gabinete, TUE, os Países Baixos e Dr. P.Dorozhkin, ISSP RAS, Rússia.

Figura 9. Microalgae vistos pela microscopia brilhante do campo (a), pela microscopia de Raman na linha da beta-carotina (b), e pela microscopia confocal do autofluorescence (c). Prove a cortesia do Dr. Don McNaughton, Universidade de Monash, Victoria, Austrália.

Figura 10. imagem de SNOM das mitocôndria tingidas com anticorpos FITC-etiquetados. Note a definição XY além do limite de difracção.

Source: NT-MDT

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor NT-MDT

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

Last Update: 13. June 2013 18:20

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