Ztherm - Combinar las Capacidades Avanzadas Convencionales y Nuevas Potentes del Análisis Térmico para los Sistemas de MFP-3D y del AFM de la Cifra de la Investigación del Asilo

Temas Revestidos

Antecedentes
Introducción
Remuneración y Mando Voladizos
Rigidez y Disipación del Contacto
Las Características y las Ventajas de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico
Los Pliegos De Condiciones de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico

Antecedentes

Ztherm combina capacidades avanzadas convencionales y nuevas potentes del análisis térmico con la alta resolución del AFM, y agrega la remuneración pendiente de la patente para doblar voladizo thermallyinduced y la medición de la rigidez del contacto y la disipación para la sensibilidad y la resolución más altas disponibles. La Opción de Ztherm provee de la calefacción altamente localizada sensibilidad a los cambios-22 de la propiedad de materiales del litro <10 (subzeptoliter), más que una mejoría del orden de magnitud en volumen sobre eso previamente disponible con los sistemas comerciales. La Opción de Ztherm está disponible para la Investigación MFP-3D™ del Asilo y los Sistemas de Cypher™ AFM. La opción de Ztherm utiliza e incluye las antenas de Anasys ThermaLever™.

Antena de ThermaLever que muestra la estructura y el primer voladizos de la punta (la derecha superior). Las antenas se montan en un casquillo voladizo del doble-contacto propietario con la calefacción hasta 350-400°C (dependiente de la antena). Las antenas también permiso proyección de imagen de alta resolución de la CA antes y después de la calefacción.

Introducción

El análisis térmico Tradicional se ha utilizado durante muchos años para examinar cambios en las propiedades a granel de una variedad de muestras en respuesta a la calefacción. El análisis térmico Micro utilizó los voladizos relativamente pequeños del Wollaston-Cable para ampliar estas técnicas hacia abajo a las áreas tan pequeñas como algunos micrones en una cara. Estas antenas fueron utilizadas típicamente en un Microscopio Atómico de la Fuerza (AFM) para controlar la posición de las antenas de Wollaston, para sondar y las aplicaciones de la proyección de imagen. El advenimiento de las antenas heated del silicio mejoró la resolución del análisis térmico bien debajo de un micrón.

El análisis térmico de Nanoscale, donde la desviación del voladizo se utiliza para detectar cambios térmicamente inducidos en las propiedades superficiales, es relativamente una nueva capacidad que se ha agregado a AFMs y se ha aplicado a una variedad de materiales. Por ejemplo, la mayoría de los polímeros son mezclas de los componentes cuya relaciones de transformación, distribución y uniformidad de mezcla afecta a las propiedades del material y de su funcionamiento en productos tales como neumáticos, pegan, los contenedores y acondicionamiento de los alimentos.

El AFM se aplica con frecuencia a estas muestras del polímero para revelar la morfología y el nanostructure superficiales. Con análisis térmico del nanoscale, estos materiales se pueden también examinar para su reacción a los cambios morfológicos térmicamente inducidos, tales como fundir y transiciones de cristal, en las escalas no posibles con análisis térmico tradicional. En muchos casos, los componentes se pueden determinar y correlacionar concluyente en el micro y el nanoscale, así ayudando al formulator del polímero en la optimización de las propiedades deseadas del producto final. Ahora, los científicos en la Investigación del Asilo han llevado a nanoscale análisis térmico los niveles sin precedentes de la resolución y de la sensibilidad con las mejorías incorporadas en la nueva Opción de Ztherm.

Remuneración y Mando Voladizos

Un problema derecho con los sistemas de análisis térmico AFM-basados existentes es el doblar térmicamente inducido del voladizo que da lugar a señales falsas de la desviación y a cargas variables que son aplicadas durante la calefacción. La Investigación del Asilo ha desarrollado una solución de la remuneración voladiza pendiente y de mando de la patente que corrige este problema, proporcionando a la detección de la constante-carga de fundir térmicamente inducido (TM), a transiciones de fase (Tg) y a otros efectos morfológicos y de la concordancia para los estudios y la identificación de los materiales - para las áreas menos que 20nm x 20nm.

Contacto doble de Ztherm, casquillo diferenciado del voladizo del mecanismo impulsor. Compatible con y permite el intercambio fácil de las antenas de Anasys ThermaLever.

Rigidez y Disipación del Contacto

Además de capacidades estándar del análisis térmico, el conjunto de Ztherm se puede también utilizar para evaluar rigidez del contacto y la disipación en función de temperatura con técnicas avanzadas tales como Seguir Su Trayectoria Doble de la Resonancia de la CA (DART™). La rigidez y la disipación del contacto - medidas en la resonancia voladiza - son mucho más sensibles a las propiedades relacionadas de la temperatura, incluyendo las temperaturas superficiales el fundir y de transición, que mediciones desviación-basadas convencionales. Además, la actuación piezoeléctrica integrada permite la proyección de imagen de alta resolución de la CA de las muestras para la correspondencia topográfica superficial antes y después de mediciones térmicas.

Análisis Térmico Local Convencional realizado con Ztherm. Esta curva muestra la desviación voladiza en función del sensor de temperatura. Inicialmente, la extensión térmica de la muestra (PET) del polyethylterephthalate bajo punta hace la desviación aumentar. Mientras Que la muestra comienza a ablandar bajo punta, la desviación lejos y después nivela las disminuciones. La temperatura de transición se puede estimar de la cruce entre estos dos comportamientos. La imagen de la inserción muestra la topografía (ligeramente) del sangrado de márgenes del submicron que fue creado durante la medición.

Las Características y las Ventajas de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico

Las características y las ventajas de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico de la Investigación del Asilo incluyen:

  • El conjunto incluye software, muestras térmicas de la calibración y diez (10) silicio de Anasys ThermaLever AN2-200 sonda.
  • Las Antenas se utilizan en un casquillo voladizo del doble-contacto propietario que permita intercambio fácil, proyección de imagen de alta resolución de la CA AFM, y la calefacción hasta 350°C (antenas AN2-200).
  • Velocidades de calentamiento de la Antena hasta 600,000°C/min.
  • Capacidades Laterales de la resolución a <20nm
  • El control de la Temperatura es completo integrado en el interfaz del controlador aéreo de ARC2™. Los rectángulos electrónicos No adicionales se requieren, proporcionando a la comunicación natural e integrada entre el controlador aéreo y la antena térmica.
  • Las rutinas Propietarias de la calibración y de la medición mejoran sensibilidad mientras que reduce los artefactos:
    • La medición y la corrección que doblan parásitas Integradas quita los desvíos asociados a tensiones residuales en los voladizos térmicos. Pues la antena es heated, las tensiones asociadas a la fabricación causarán cierto doblar. Ztherm corrige para este doblar, la prevención de la variación carga de la aplicación a la muestra que limitan la exactitud de mediciones y pueden incluso causar daño superficial involuntario.
    • remuneración del voltaje de la Punta-Muestra - un circuito de mecanismo impulsor único permite que el potencial en la punta voladiza sea controlado por separado de la corriente de la calefacción. Esto permite el funcionamiento de una variedad de técnicas relacionadas del voltaje simultáneamente con las mediciones térmicas, por ejemplo, PFM.
    • Los modos de resonancia Dinámicos del contacto, incluyendo DARDO, permiten el sondeo sensible de las propiedades mecánicas superficiales en función de la calefacción local. Las resonancias del Contacto son mucho más sensibles a las propiedades superficiales que la señal de la desviación.

Descomposición térmica Sub-zeptoliter de las fibras de la insulina. (a) muestra una imagen del modo de la CA del 1x2µm (el golpear ligeramente) de las fibras de la insulina depositadas en una superficie de la mica. Después de proyección de imagen, una serie de ciclos térmicos térmico-doblar-compensados, a baja temperatura fue realizada en un arsenal 12x6 de puntas. Una pequeña selección de esas ubicaciones es indicada por las etiquetas de plástico coloreadas en (a) y (b). (b) es una imagen de la CA de la misma región después de que el ciclaje térmico fuera completo, mostrando separaciones numerosas en las fibras donde ha ocurrido la descomposición termomecánica. (c) muestra la extensión térmica local (gráficos superiores de la desviación) y las rotaciones de frecuencia resonante (gráficos de la parte inferior) asociadas a los ciclos térmicos, codificado por color por la ubicación. Observe la señal sin obstrucción asociada a la descomposición térmica de las fibras visibles en las curvas de la rotación de frecuencia resonante. Las curvas de la desviación no muestran ninguna reacción importante en la misma temperatura. Observe que una cierta punta que ensanchaba ha ocurrido durante el ciclaje térmico que ésa reduce la resolución entre (a) y (b). Porque los ciclos de calefacción fueron hechos en la carga constante, compensada el doblar térmicamente inducido de la palanca, las rotaciones resonantes se pueden atribuir sobre todo a la descomposición térmica, bastante que efectos mecánicos simples.

Datos Térmicos de una muestra del polímero de SEBS. Un arsenal 3x6 de acciones de sondeo térmicas fue realizado sobre un área de la superficie. La imagen Superior es la fase sobrepuesta como color en la topografía antes de mediciones térmicas. La imagen Inferior está después de mediciones térmicas y muestra transiciones de fase locales inducidas en los materiales de SEBS. Los límites de la Fase “que se extienden fuera” en la característica aumentada pueden también ser considerados.
exploraciones del 1µm de los x 2µm.

Los Pliegos De Condiciones de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico

Los pliegos de condiciones de Ztherm Modularon la Opción del Análisis Térmico de la Investigación del Asilo incluyen:

  • El contacto doble de Ztherm, casquillo voladizo del mecanismo impulsor diferenciado compatible con Anasys ThermaLever AN2-200 sonda. Tornillos Extras de la OJEADA y destornillador de 260 5x50 Wiha proporcionado.
  • Casquillo Alto-Amortiguado de la Muestra de la Resonancia del Contacto. Incluye 50 paquetes de epoxy para el acoplamiento acústico eficiente.
  • 10 (diez) antenas de ThermaLever AN2-200 (Otras antenas de ThermaLever disponibles a petición)
    • Longitud ~200µm, espesor ~2µm
    • Altura de Punta los 3-6µm, radio <30nm de la punta
    • Frecuencia Resonante 55-80kHz
    • Temperatura controlable Máxima 350°C
  • La Licencia de comprar ThermaLever adicional sonda directamente de Anasys ($300USD cada uno)
  • Capacidades del Software:
    • SThM - Contacto, CA, Siesta, y la proyección de imagen que sigue su trayectoria de la nueva resonancia del DARDO.
    • termal de punto a punto que correlaciona - Temperatura, frecuencia, amplitud ramping en las puntas específicas en la superficie de la muestra. Se Puede determinar con de apuntar y cliquear después de que una exploración de la referencia o como una “correspondencia de la fuerza” para crear una correspondencia de propiedades térmicas sobre la superficie de la muestra.
  • Pliegos de condiciones del DARDO:
    • Patrón del rango de Frecuencia 100Hz-2MHz
    • La resolución de la Frecuencia menos que 0.1Hz, muestrea al dependiente
    • Variación de la amplitud del mecanismo impulsor de la resonancia del Contacto
  • Corrección que dobla Térmica <5mV/V residual (voltaje falso del mecanismo impulsor de la desviación/del calefactor).
  • El mecanismo impulsor Diferenciado permite la calefacción separada y el mando diagonal.
  • El voltaje Diferenciado 0V-20V del calefactor combinó señales de la CA y de DC
  • Polarizado Independiente -10V de la punta - +10V combinó señales de la CA y de DC

Fuente: Investigación del Asilo

Para más información sobre esta fuente visite por favor la Investigación del Asilo

Date Added: Jul 29, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 21:26

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