Microscopia do Próximo-Campo da Exploração (SNOM) - Princípios e Modo de operação por NT-MDT

Assuntos Cobertos

Fundo
Introdução
Microscopia da Força de Tesoura
Elemento Chave de SNOM
Modo de Transmissão de SNOM
Modo da Reflexão de SNOM
Modo da Luminescência de SNOM

Fundo

NT-MDT Co. foi estabelecido em 1991 com a finalidade aplicar toda a experiência e conhecimento acumulados no campo da nanotecnologia aos pesquisadores da fonte com os instrumentos apropriados resolver toda a tarefa possível que coloca em dimensões da escala do nanômetro. A empresa NT-MDT foi fundada em Zelenograd - o centro da Microeletrônica do Russo. A revelação de produtos é baseada na combinação da tecnologia de MEMS, na potência do software moderno, no uso de componentes micro-electrónicos da parte alta e nas peças mecânicas da precisão. Como uma empresa comercial NT-MDT Co. existe desde 1993.

Introdução

A potência de resolução de microscópios ópticos clássicos é restringida pelo limite de difracção do Abbe a aproximadamente a um meio do comprimento de onda óptico. Howevwr, é possível superar este limite.

Se um furo do subwavelength em uma folha de metal é feito a varredura perto de um objeto, uma imagem super-resolved pode ser acumulada da luz detectada que passa através do furo. A microscopia do próximo-campo da Exploração baseada neste princípio primeiramente foi propor por Synge e demonstrada em freqüências de microonda pela Cinza e pelo Nicholls com uma definição de l/60. Em comprimentos de onda visíveis este princípio (microscopia óptica stethoscopy, do próximo-campo da óptico-exploração, SNOM) foi demonstrado por Pohl e outros. Em Betzig e outros demonstraram usando pontas de prova da fibra à imagem uma variedade de amostras com um número de mecanismos diferentes do contraste.

Para facilitar o sistema usar e estender sua aplicabilidade às amostras de topografia orbitrary, seria vantajoso ter um mecanismo regulamentar da distância capaz de automatizar a aproximação inicial e de manter a abertura em uma distância fixa da amostra sobre o curso inteiro de uma varredura. Diversos mecanismos têm sido propor previamente a SNOM e às técnicas esvanecentes relativas do campo, incluindo o elétron que escava um túnel, capacidade, fotão que escava um túnel, reflexão do próximo-campo.

Presentemente o método mais-usado do regulamento da distância da ponta de prova-amostra confia na detecção de forças de tesoura entre a extremidade da ponta de prova do próximo-campo e a amostra. O sistema baseado da Força de Tesoura permite a Microscopia da Força de Tesoura apenas, ou a imagem lactente simultânea da Força e do Próximo-Campo de Tesoura, incluindo o modo de Transmissão para amostras transparentes, o modo da Reflexão para amostras opacas e o modo da Luminescência para a caracterização adicional das amostras.

Figura 1. Diagrama Esquemático de uma força e de um próximo-campo combinados de tesoura que fazem a varredura do microscópio óptico.

Microscopia da Força de Tesoura

Presentemente o método mais-usado do regulamento da distância da ponta de prova-amostra confia na detecção de forças de tesoura entre a extremidade da ponta de prova do próximo-campo e a amostra. O sistema baseado da força de Tesoura permite a Microscopia da Força de Tesoura apenas, ou Força de Tesoura simultânea e imagem lactente Próximo-Arquivada, incluindo o modo de Transmissão para amostras transparentes, o modo da Reflexão para amostras opacas e o modo da Luminescência para a caracterização adicional das amostras.

Para guardarar próximo o esquema nonoptical da superfície óptica da ponta de prova com ajustamento de quartzo - a forquilha como o sensor é usada. Reserva aumentar a relação do sinal útil propalar em comparação com esquemas guardarando ópticos. É muito importante em operações com a limitação da definição. Os portadores Igualmente photoinduced não aparecem. É exigência necessária quando algumas propriedades do semicondutor são investigadas.

No centro do método nonoptical para obter da informação sobre a ideia de superfície das mentiras usar a resposta do ajustamento de quartzo - a forquilha anexou à fibra óptica na interacção com superfície. O fibra-quartzo do Sistema é entusiasmado em vibrações transversais com ajuda do elemento externo da alimentação na freqüência da ressonância de quartzo. Um piezoeffect Mais Adicional é usado: na presença das oscilações mecânicas as saídas elétricas do quartzo têm a resposta da tensão, que é usada como o sinal de informação sobre a amplitude da oscilação da fibra.

A Microscopia da Força de Tesoura é realizada da seguinte forma. Piezodriver através do ajustamento de quartzo - a forquilha excita oscilações da ponta de prova da fibra com alguma amplitude inicial. O valor Apropriado da saída do quartzo é Ao. Após ter aproximado a amostra surgir a amplitude de alcances das oscilações da ponta de prova da fibra algum valor do grupo-ponto e a saída de quartzo alcança o valor A. Em Seguida que a varredura da superfície da amostra está conduzida com manutenção deste valor pelo sistema de feedback.

Elemento Chave de SNOM

O elemento chave do Microscópio de Exploração do Próximo-Campo (SNOM) é uma abertura minúscula (extremidade da ponta de prova iluminada laser da fibra em nosso caso) feita a varredura ao longo da amostra muito na grande proximidade, tipicamente menos de 10 nanômetro.

Presentemente o método mais-usado do regulamento da distância da ponta de prova-amostra confia na detecção de forças de tesoura entre a extremidade da ponta de prova do próximo-campo e a amostra. O sistema baseado da Força de Tesoura permite a Força de Tesoura simultânea e a imagem lactente Próximo-Arquivada, incluindo o modo de Transmissão para amostras transparentes, o modo da Reflexão para amostras opacas e o modo da Luminescência para obter a caracterização adicional das amostras.

No centro do método nonoptical para obter da informação sobre a ideia de superfície das mentiras usar a resposta do ajustamento de quartzo - a forquilha anexou à fibra óptica na interacção com superfície. O fibra-quartzo do Sistema é entusiasmado em vibrações transversais com ajuda do elemento externo da alimentação na freqüência da ressonância de quartzo. Um piezoeffect Mais Adicional é usado: na presença das oscilações mecânicas as saídas elétricas do quartzo têm a resposta da tensão, que é usada como o sinal de informação sobre a amplitude da oscilação da fibra.

Modo de Transmissão de SNOM

O modo de Transmissão de SNOM é realizado simultaneamente com Microscopia da Força de Tesoura, que é realizada por sua vez da seguinte forma. Piezodriver através do ajustamento de quartzo - a forquilha excita oscilações da ponta de prova da fibra com alguma amplitude inicial. O valor Apropriado da saída do quartzo é A.0 Após ter aproximado a amostra surgir a amplitude de alcances das oscilações da ponta de prova da fibra algum valor do grupo-ponto e a saída de quartzo alcança o valor A. Em Seguida que a varredura da superfície da amostra está conduzida com manutenção deste valor pelo sistema de feedback.

Sob a exploração a amostra é iluminada pela ponta de prova da fibra e passado através da luz da amostra através do objetivo é dirigido na câmara de ar de photomultiplier.

Figura 2. modo de Transmissão.

Modo da Reflexão de SNOM

O modo da Reflexão de SNOM é realizado simultaneamente com Microscopia da Força de Tesoura, que é realizada por sua vez da seguinte forma. Piezodriver através do ajustamento de quartzo - a forquilha excita oscilações da ponta de prova da fibra com alguma amplitude inicial. O valor Apropriado da saída do quartzo é A.0 Após ter aproximado a amostra surgir a amplitude de alcances das oscilações da ponta de prova da fibra algum valor do grupo-ponto e a saída de quartzo alcança o valor A. Em Seguida que a varredura da superfície da amostra está conduzida com manutenção deste valor pelo sistema de feedback.

Sob a exploração a amostra é iluminada pela ponta de prova da fibra e a luz dispersada é dirigida pelo espelho através do objetivo na câmara de ar de photomultiplier.

Figura 3. modo da Reflexão.

Modo da Luminescência de SNOM

O modo da Luminescência de SNOM é realizado simultaneamente com Microscopia da Força de Tesoura, que é realizada por sua vez da seguinte forma. Piezodriver através do ajustamento de quartzo - a forquilha excita oscilações da ponta de prova da fibra com alguma amplitude inicial. O valor Apropriado da saída do quartzo é A.0 Após ter aproximado a amostra surgir a amplitude de alcances das oscilações da ponta de prova da fibra algum valor do grupo-ponto e a saída de quartzo alcança o valor A. Em Seguida que a varredura da superfície da amostra está conduzida com manutenção deste valor pelo sistema de feedback.

Sob a exploração a amostra é iluminada pela ponta de prova da fibra e passado através da luz da amostra através dos objetivos e do filtro de entalhe é dirigido na câmara de ar de photomultiplier.

Figura 4. modo da Luminescência.

Source: NT-MDT Co.

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

Date Added: Oct 27, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 21:20

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit