衝破定期掃描探測顯微學和 SPM 實驗的穩定性障礙使用從 NT-MDT 的 NTEGRA 題頭

包括的事宜

背景
Piezoceramics 屬性造成的機械偏差
     提議解決方案
SPM 零件不均勻的熱擴散造成的熱量偏差
     提議解決方案
使用 NTEGRA Tomo, AFM 根據 X線體層照相術
SPM + 共焦的顯微學/分光學
組合的好處

背景

幾乎 SPM 社區的每位專家在他的與範例和探測的相互位移造成的故障的 (她) 經驗面對。 此作用從在 AFM 系統裡面的機械或熱量偏差出現。 結果可能是致命的為全部的實驗特別是小的掃描區的 (較少然後 1 ìm)。

Piezoceramics 屬性造成的機械偏差

最佳的 piezoceramics 設備遭受遲滯現象、蠕動和非線形性。 唯一的方式有與最終反覆性的系統將適用一個特殊軟件和閉環 (CL)更正。 實際上分類傳感器總是放若乾噪聲到這個系統因此幾乎所有商業可用的 SPMs 不准許運作在的域小於 500 毫微米與閉環更正。

提議解決方案

NTEGRA Therma 評定的題頭特殊設計提供機會維護超探測移動的高穩定性和增殖率。 NTEGRA Therma 掃描程序傳感器有在商業可用的儀器中的最低噪聲的級別。

工程解決辦法在區使硬件更正成為可能一樣小像 50 毫微米。 實際上甚而基本格子可以是印象的與被接通的分類傳感器。

SPM 零件不均勻的熱擴散造成的熱量偏差

一個人可能容易地找到 3-5°K 大小溫度噪聲甚而在有氣候控制的屋子裡。

SPM 在其運算時也導致若乾熱。 熱量偏差的典型的值在商業可用的 SPMs 的是十倍毫微米每時數。 越寬的是實驗的溫度範圍越突出變得熱量偏差影響。 關於數百的偏差毫微米每个 K 成為通常 SPM 的一個規律。

提議解決方案

NTEGRA Therma 合併唯一設計解決方法與這個熱量偏差作戰。 十分地被開發的系統幾何、材料的特殊組合與相似的熱膨脹系數和傳導性,掃描模塊溫度的準確的安定和一些其他功能啟用 X - Y 的偏差在室溫一樣小像 3-5 个 nm/hour 和大約 10 个 nm/K 在更改的溫度!

圖 1. 基本格子 HOPG 獲得以極低的掃瞄速率 (大約 1 線路/秒數)

圖 2. 基本格子雲母如印象與閉合電路更正。

在長期實驗的圖 3. Nanotubes 和 nanoparticles。 整體位移 7 時數約為 35 毫微米。 抽樣 Dr.H.B. 陳,物理系禮貌,佛羅里達,美國大學

使用 NTEGRA Tomo, AFM 根據 X線體層照相術

AFM X線體層照相術是 ultramicrotomy 的方法在基本強制 (AFM)顯微學基礎上和。 它允許一學習幾乎所有聚合材料內在屬性包括相當困難那些。 3D 重建可以在與區分結合的塊表面的序列 AFM 想像以後執行由超薄切片機。

圖 4. AFM X線體層照相術的原則模式設置了: 1 - 範例, 2 - 请抽樣持有人, 3 - 可移動的超薄切片機胳膊, 4 - 超薄切片機刀子, 5 - AFM 掃描程序, 6 - 探查持有人, 7 - AFM 探測

圖 5. 在聚合物矩陣 (nanocomposite 材料) 內的硅土 nanoparticles。 每個單個圖像範圍是 20x40 ìm,空間是 200 毫微米。 抽樣 Dr.Aliza Tzur, Technion以色列禮貌

圖 6. 3D 多成分的聚合物混合設計。 模型範圍 8.0x5.6x0.6 um,在部分之間的空間 40 毫微米。 抽樣 Dr.Christian Sailer, Institut F. Polymere, ETH-Honggerberg瑞士禮貌

圖 7. 樹脂 AFM X線體層照相術埋置了藍細菌。 光合作用的膜鱗片明顯地被看見在擴大的 AFM 圖像和在 3D 設計 (4.9x4.6x0.9 um,在部分之間的空間 50 毫微米)。抽樣 Dr.N.Matsko, ETH,瑞士蘇黎士禮貌

SPM + 共焦的顯微學/分光學

組合的好處

SPM 和共焦的顯微學/分光學的組合准許執行同一區的同時實際和化工描述特性在範例表面的。 NTEGRA 光譜順利地集成 AFM、 SNOM (近域光學顯微學),喇曼和熒光顯微法和分光學技術。

而且,唯一非線性光學作用產生由於光的交往與喇曼和熒光信號的 SPM 探測產物巨型改進的。 TERS (分散技巧改進的喇曼) 實驗成為可能由於一個特殊 AFM 技巧和集中的激光地點的準確的空間的協調。 光學描述特性可能現在執行與解決方法在衍射極限之外。

圖 8. 與超離頻的空間分辨率的喇曼顯微學。A - 技巧分散實驗, B 的改進的喇曼 - 強度碳 nanotube 由幾個數量級的 G 範圍增量,當探測技巧登陸, C - 碳 nanotube 捆綁的共焦的喇曼圖像。 D- 技巧提高了分散 (TERS)同一 nanotube 捆綁的圖像喇曼。 與共焦的顯微學比較,附註, TERS 比 4 時間更好的空間分辨率提供更多。 s.Kharintsev, P.Dorozhkin, ISSP RAS,俄羅斯博士博士 J. Loos,星期二、荷蘭和博士數據禮貌

圖 9. 明亮的域顯微學 (a),喇曼顯微學在β - 胡蘿卜素線路 (b) 和自身熒光 (c) 共焦的顯微學看見的微藻類。 抽樣唐 McNaughton,蒙納許大學維多利亞,澳大利亞博士禮貌

圖 10. 線粒體 SNOM 圖像洗染與 FITC 被標記的抗體。 注意在衍射極限之外的 X - Y 的解決方法。

來源: NT-MDT

關於此來源的更多信息请請參觀 NT-MDT

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

Last Update: 13. June 2013 17:38

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