冲破定期扫描探测显微学和 SPM 实验的稳定性障碍使用从 NT-MDT 的 NTEGRA 题头

包括的事宜

背景
Piezoceramics 属性造成的机械偏差
     提议解决方案
SPM 零件不均匀的热扩散造成的热量偏差
     提议解决方案
使用 NTEGRA Tomo, AFM 根据 X线体层照相术
SPM + 共焦的显微学/分光学
组合的好处

背景

几乎 SPM 社区的每位专家在他的与范例和探测的相互位移造成的故障的 (她) 经验面对。 此作用从在 AFM 系统里面的机械或热量偏差出现。 结果可能是致命的为全部的实验特别是小的扫描区的 (较少然后 1 ìm)。

Piezoceramics 属性造成的机械偏差

最佳的 piezoceramics 设备遭受迟滞现象、蠕动和非线形性。 唯一的方式有与最终反复性的系统将适用一个特殊软件和闭环 (CL)更正。 实际上分类传感器总是放若干噪声到这个系统因此几乎所有商业可用的 SPMs 不准许运作在的域小于 500 毫微米与闭环更正。

提议解决方案

NTEGRA Therma 评定的题头特殊设计提供机会维护超探测移动的高稳定性和增殖率。 NTEGRA Therma 扫描程序传感器有在商业可用的仪器中的最低噪声的级别。

工程解决办法在区使硬件更正成为可能一样小象 50 毫微米。 实际上甚而基本格子可以是印象的与被接通的分类传感器。

SPM 零件不均匀的热扩散造成的热量偏差

一个人可能容易地找到 3-5°K 大小温度噪声甚而在有气候控制的屋子里。

SPM 在其运算时也导致若干热。 热量偏差的典型的值在商业可用的 SPMs 的是十倍毫微米每时数。 越宽的是实验的温度范围越突出变得热量偏差影响。 关于数百的偏差毫微米每个 K 成为通常 SPM 的一个规律。

提议解决方案

NTEGRA Therma 合并唯一设计解决方法与这个热量偏差作战。 十分地被开发的系统几何、材料的特殊组合与相似的热膨胀系数和传导性,扫描模块温度的准确的安定和一些其他功能启用 X - Y 的偏差在室温一样小象 3-5 个 nm/hour 和大约 10 个 nm/K 在更改的温度!

图 1. 基本格子 HOPG 获得以极低的扫瞄速率 (大约 1 线路/秒数)

图 2. 基本格子云母如印象与闭合电路更正。

在长期实验的图 3. Nanotubes 和 nanoparticles。 整体位移 7 时数约为 35 毫微米。 抽样 Dr.H.B. 陈,物理系礼貌,佛罗里达,美国大学

使用 NTEGRA Tomo, AFM 根据 X线体层照相术

AFM X线体层照相术是 ultramicrotomy 的方法在基本强制 (AFM)显微学基础上和。 它允许一学习几乎所有聚合材料内在属性包括相当困难那些。 3D 重建可以在与区分结合的块表面的序列 AFM 想象以后执行由超薄切片机。

图 4. AFM X线体层照相术的原则模式设置了: 1 - 范例, 2 - 请抽样持有人, 3 - 可移动的超薄切片机胳膊, 4 - 超薄切片机刀子, 5 - AFM 扫描程序, 6 - 探查持有人, 7 - AFM 探测

图 5. 在聚合物矩阵 (nanocomposite 材料) 内的硅土 nanoparticles。 每个单个图象范围是 20x40 ìm,空间是 200 毫微米。 抽样 Dr.Aliza Tzur, Technion以色列礼貌

图 6. 3D 多成分的聚合物混合设计。 模型范围 8.0x5.6x0.6 um,在部分之间的空间 40 毫微米。 抽样 Dr.Christian Sailer, Institut F. Polymere, ETH-Honggerberg瑞士礼貌

图 7. 树脂 AFM X线体层照相术埋置了蓝细菌。 光合作用的膜鳞片明显地被看见在扩大的 AFM 图象和在 3D 设计 (4.9x4.6x0.9 um,在部分之间的空间 50 毫微米)。抽样 Dr.N.Matsko, ETH,瑞士苏黎士礼貌

SPM + 共焦的显微学/分光学

组合的好处

SPM 和共焦的显微学/分光学的组合准许执行同一区的同时实际和化工描述特性在范例表面的。 NTEGRA 光谱顺利地集成 AFM、 SNOM (近域光学显微学),喇曼和荧光显微法和分光学技术。

而且,唯一非线性光学作用产生由于光的交往与喇曼和荧光信号的 SPM 探测产物巨型改进的。 TERS (分散技巧改进的喇曼) 实验成为可能由于一个特殊 AFM 技巧和集中的激光地点的准确的空间的协调。 光学描述特性可能现在执行与解决方法在衍射极限之外。

图 8. 与超离频的空间分辨率的喇曼显微学。A - 技巧分散实验, B 的改进的喇曼 - 强度碳 nanotube 由几个数量级的 G 范围增量,当探测技巧登陆, C - 碳 nanotube 捆绑的共焦的喇曼图象。 D- 技巧提高了分散 (TERS)同一 nanotube 捆绑的图象喇曼。 与共焦的显微学比较,附注, TERS 比 4 时间更好的空间分辨率提供更多。 s.Kharintsev, P.Dorozhkin, ISSP RAS,俄罗斯博士博士 J. Loos,星期二、荷兰和博士数据礼貌

图 9. 明亮的域显微学 (a),喇曼显微学在β - 胡萝卜素线路 (b) 和自身荧光 (c) 共焦的显微学看见的微藻类。 抽样唐 McNaughton,蒙纳许大学维多利亚,澳大利亚博士礼貌

图 10. 线粒体 SNOM 图象洗染与 FITC 被标记的抗体。 注意在衍射极限之外的 X - Y 的解决方法。

来源: NT-MDT

关于此来源的更多信息请参观 NT-MDT

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

Last Update: 13. June 2013 17:34

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