Ztherm - Combinare le Capacità Avanzate Convenzionali e Nuove Potenti di Analisi Termica per i Sistemi del AFM di Cifra e di MFP-3D da Ricerca dell'Asilo

Argomenti Coperti

Sfondo
Introduzione
Compensazione e Controllo A Mensola
Rigidezza e Dissipazione del Contatto
Le Funzionalità ed i Vantaggi di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica
Le Specifiche di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica

Sfondo

Ztherm combina le capacità avanzate convenzionali e nuove potenti dell'analisi termica con l'alta risoluzione del AFM ed aggiunge la compensazione di brevetto in registrazione per il piegamento a mensola thermallyinduced e la misura di rigidezza del contatto e la dissipazione per il più alte sensibilità e risoluzione disponibili. L'Opzione di Ztherm fornisce al riscaldamento altamente localizzato la sensibilità <10-22 ai cambiamenti dei beni di materiali di litro (subzeptoliter), più di un miglioramento di ordine di grandezza nel volume sopra quello precedentemente disponibile con i sistemi commerciali. L'Opzione di Ztherm è disponibile per la Ricerca MFP-3D™ dell'Asilo ed i Sistemi di Cypher™ AFM. L'opzione di Ztherm utilizza e comprende le sonde di Anasys ThermaLever™.

Sonda di ThermaLever che mostra struttura e primo piano a mensola del suggerimento (in alto a destra). Le sonde sono montate in un supporto a mensola del doppio-contatto privato con il riscaldamento fino a 350-400°C (dipendente della sonda). Le sonde egualmente permettono la rappresentazione ad alta definizione di CA prima e dopo il riscaldamento.

Introduzione

L'analisi termica Tradizionale è stata usata per molti anni per esaminare i cambiamenti all'ingrosso i beni di vari campioni in risposta al riscaldamento. La Micro analisi termica ha utilizzato le travi a mensola relativamente piccole del Wollaston-Collegare per estendere queste tecniche giù fino le aree piccole quanto alcuni micron da un lato. Queste sonde sono state utilizzate tipicamente in un Microscopio Atomico della Forza (AFM) per gestire la posizione delle sonde di Wollaston, sia per il sondaggio che le applicazioni della rappresentazione. L'arrivo delle sonde heated del silicio ha migliorato bene la risoluzione dell'analisi termica sotto un micron.

L'analisi termica di Nanoscale, dove la deformazione della trave a mensola è usata per individuare i cambiamenti termicamente indotti nei beni di superficie, è una capacità relativamente nuova che si è aggiunta a AFMs e si è applicata a vari materiali. Per esempio, la maggior parte dei polimeri sono miscele delle componenti di cui rapporti, distribuzione e l'uniformità mescolantesi pregiudica i beni del materiale e della sua prestazione in prodotti quali le gomme, imballaggio per alimenti incolla, del contenitore e.

Il AFM si applica frequentemente a questi campioni del polimero per rivelare la morfologia e il nanostructure di superficie. Con l'analisi termica del nanoscale, questi materiali possono anche essere esaminati per la loro risposta ai cambiamenti morfologici termicamente indotti, quali la fusione e le transizioni di vetro, ai disgaggi non possibili con l'analisi termica tradizionale. In molti casi, le componenti possono essere identificate e mappate conclusivamente al micro- e al nanoscale, così assistendo il formulator del polimero nell'ottimizzazione dei beni desiderati del prodotto finito. Ora, gli scienziati alla Ricerca dell'Asilo hanno catturato a nanoscale l'analisi termica ai livelli senza precedenti della sensibilità e di risoluzione con i miglioramenti compresi nella nuova Opzione di Ztherm.

Compensazione e Controllo A Mensola

Un problema diritto con i sistemi di analisi termica AFM basati esistenti è piegamento termicamente indotto della trave a mensola che provoca i segnali spuri di deformazione ed i caricamenti variabili che sono applicati durante il riscaldamento. La Ricerca dell'Asilo ha trovato una soluzione della compensazione a mensola e di controllo di brevetto in registrazione che corregge questo problema, fornente la rilevazione del costante-caricamento di fusione termicamente indotta (il TM), le transizioni di fase (Tg) ed altri effetti di conformità e morfologici per gli studi e l'identificazione dei materiali - per le aree più di meno di 20nm x 20nm.

Contatto doppio di Ztherm, supporto differenziale della trave a mensola dell'unità. Compatibile con e permette lo scambio facile di sonde di Anasys ThermaLever.

Rigidezza e Dissipazione del Contatto

Oltre alle capacità standard dell'analisi termica, il pacchetto di Ztherm può anche essere usato per valutare la rigidezza del contatto e la dissipazione in funzione della temperatura con le tecniche avanzate come Tenere La Carreggiata Doppio di Risonanza di CA (DART™). La rigidezza e la dissipazione del contatto - misurate alla risonanza a mensola - sono molto più sensibili ai beni dipendenti della temperatura, compreso le temperature di superficie di transizione e di fusione, che le misure deformazione deformazione convenzionali. Inoltre, l'attuazione piezo-elettrica integrata permette la rappresentazione di alta risoluzione di CA dei campioni per la mappatura topografica di superficie prima e dopo le misure termiche.

Analisi Termica Locale Convenzionale eseguita con Ztherm. Questa curva mostra la deformazione a mensola in funzione del sensore di temperatura. Inizialmente, l'espansione termica del campione (PET) del polyethylterephthalate nell'ambito del suggerimento induce la deformazione ad aumentare. Come il campione inizia ad ammorbidire nell'ambito del suggerimento, la deformazione e poi stabilizza diminuzioni. La temperatura di transizione può essere stimata dall'incrocio fra questi due comportamenti. L'immagine dell'inserzione mostra la topografia (leggermente) del margine di submicron che è stato creato durante la misura.

Le Funzionalità ed i Vantaggi di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica

Le funzionalità ed i vantaggi di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica dalla Ricerca dell'Asilo includono:

  • Il pacchetto comprende il software, i campioni termici di calibratura e dieci (10) silicio di Anasys ThermaLever AN2-200 sonda.
  • Le Sonde sono utilizzate in un supporto a mensola del doppio-contatto privato che permette lo scambio facile, la rappresentazione di alta risoluzione di CA AFM ed il riscaldamento fino a 350°C (sonde AN2-200).
  • Tariffe di riscaldamento della Sonda fino a 600,000°C/min.
  • Capacità Laterali di risoluzione a <20nm
  • Il Controllo della temperatura completamente è integrato nell'interfaccia del regolatore di ARC2™. Le caselle elettroniche Non supplementari sono richieste, fornenti la comunicazione naturale ed integrata fra il regolatore e la sonda termica.
  • Le routine Private di misura e di calibratura migliorano la sensibilità mentre diminuendo i artefatti:
    • La misura e la correzione di piegamento parassitarie Integrate elimina gli errori connessi con le tensioni residue nelle travi a mensola termiche. Poichè la sonda è heated, gli sforzi connessi con fabbricazione causeranno un certo piegamento. Ztherm corregge questo piegamento, impedire la variazione carica dall'applicazione al campione che limitano l'accuratezza delle misure e possono anche causare il danno di superficie non intenzionale.
    • compensazione di tensione del Suggerimento-Campione - un circuito di unità unico permette che il potenziale al suggerimento a mensola sia gestito esclusivamente dalla corrente del riscaldamento. Ciò permette simultaneamente la prestazione di varie tecniche dipendenti di tensione con le misure termiche, per esempio, PFM.
    • I modi di risonanza Dinamici del contatto, compreso il DARDO, permettono il sondaggio sensibile dei beni meccanici di superficie in funzione del riscaldamento locale. Le risonanze del Contatto sono molto più sensibili ai beni di superficie che il segnale di deformazione.

Decomposizione termica Sotto--zeptoliter delle fibre dell'insulina. (a) mostra un'immagine del modo di CA di 1x2µm (spillare) delle fibre dell'insulina depositate su una superficie della mica. Dopo la rappresentazione, una serie di cicli termici termale-piegare-compensativi e a bassa temperatura è stata eseguita in una schiera 12x6 dei punti. Una piccola selezione di quelle posizioni è indicata dagli indicatori colorati in sia (a) che (b). (b) è un'immagine di CA della stessa regione dopo che il riciclaggio termico era completo, mostrando le numerose lacune nelle fibre in cui la decomposizione termomeccanica ha accaduto. (c) mostra l'espansione termica locale (tracciati superiori di deformazione) e gli spostamenti di frequenza di risonanza (tracciati del fondo) connessi con i cicli del termale, colore codificato da posizione. Noti il chiaro segnale connesso con la decomposizione termica delle fibre visibili nelle curve dello spostamento di frequenza di risonanza. Le curve di deformazione non mostrano risposta significativa alla stessa temperatura. Si Noti che un certo ampliamento del suggerimento si è presentato durante il riciclaggio che termico quello diminuisce la risoluzione in mezzo (a) e (b). Poiché i cicli di riscaldamento sono stati fatti al caricamento costante, compensato il piegamento termicamente indotto della leva, gli spostamenti sonori possono soprattutto essere attribuiti alla decomposizione termica, piuttosto che gli effetti meccanici semplici.

Dati Termici da un campione del polimero di SEBS. Una schiera 3x6 degli eventi di sondaggio termici è stata eseguita sopra un'area della superficie. L'immagine Superiore è la fase sovrapposta come colore sulla topografia prima delle misure termiche. L'immagine Inferiore è dopo le misure termiche e mostra le transizioni di fase locali indotte nei materiali di SEBS. I limiti di Fase “che si spargono fuori„ nella funzionalità sollevata possono inoltre essere veduti.
scansioni di 2µm x di 1µm.

Le Specifiche di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica

Le specifiche di Ztherm Hanno Modulato l'Opzione dell'Analisi Termica dalla Ricerca dell'Asilo includono:

  • Il contatto doppio di Ztherm, supporto a mensola dell'unità differenziale compatibile con Anasys ThermaLever AN2-200 sonda. Viti Extra di SBIRCIATA e un cacciavite di 260 5x50 Wiha fornito.
  • Supporto Alto-Ammortizzato del Campione di Risonanza del Contatto. Include 50 pacchetti a resina epossidica per l'accoppiamento acustico efficiente.
  • 10 (dieci) sonde di ThermaLever AN2-200 (Altre sonde di ThermaLever disponibili a richiesta)
    • Lunghezza ~200µm, spessore ~2µm
    • Altezza di Suggerimento 3-6µm, raggio <30nm del suggerimento
    • Frequenza di risonanza 55-80kHz
    • Temperatura controllabile Massima 350°C
  • La Licenza approvvigionare ThermaLever supplementare sonda direttamente da Anasys ($300USD ciascuno)
  • Capacità del Software:
    • SThM - Contatto, CA, Pelo e la rappresentazione tenente la carreggiata di nuova risonanza del DARDO.
    • termale punto a punto che mappa - Temperatura, frequenza, ampiezza che dilaga ai punti specifici sulla superficie del campione. Può essere determinata con punta-e-clicca dopo che una scansione di riferimento o come “una mappa della forza„ per creare una mappa dei beni termici sopra la superficie del campione.
  • Specifiche del DARDO:
    • Standard dell'intervallo di Frequenza 100Hz-2MHz
    • La risoluzione di Frequenza di meno che 0.1Hz, campiona il dipendente
    • Variazione di ampiezza dell'unità di risonanza del Contatto
  • Correzione di piegamento Termica <5mV/V (deformazione residuo/tensione di controllo spurie del radiatore).
  • L'unità Differenziale permette il riscaldamento separato ed il controllo diagonale.
  • La tensione Differenziale 0V-20V del radiatore ha combinato i segnali di CC e di CA
  • Tendenziosità Indipendente -10V del suggerimento - +10V ha combinato i segnali di CC e di CA

Sorgente: Ricerca dell'Asilo

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego la Ricerca dell'Asilo

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

Last Update: 13. June 2013 21:03

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