Ztherm die - de Krachtige Conventionele en Nieuwe Geavanceerde Thermische Mogelijkheden van de Analyse voor de mfp-3D en Systemen van de Encryptie AFM van het Onderzoek van het Asiel Combineren

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
Inleiding
De Compensatie en de Controle van de Cantilever
De Stijfheid en de Dissipatie van het Contact
De Eigenschappen en de Voordelen van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse
De Specificaties van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse

Achtergrond

Ztherm combineert krachtige conventionele en nieuwe geavanceerde thermische analysemogelijkheden met de hoge resolutie van AFM, en voegt toe de octrooi aangevraagd compensatie voor cantilever het buigen en meting van contactstijfheid en dissipatie voor de hoogste beschikbare gevoeligheid en de resolutie thermallyinduced. De Optie Ztherm voorziet hoogst het gelokaliseerde verwarmen van gevoeligheid aan het bezits-22 veranderingen <10 van liter (subzeptoliter) materialen, meer dan een grootteorde verbetering van volume over dat eerder beschikbaar met commerciële systemen. De Optie Ztherm is beschikbaar voor het Onderzoek mfp-3D™ van het Asiel en de Systemen van Cypher™ AFM. De optie Ztherm gebruikt en omvat de sondes van Anasys ThermaLever™.

De sonde die van ThermaLever cantileverstructuur en close-up van uiteinde (hoger recht) tonen. De sondes worden opgezet in een merkgebonden houder van de dubbel-contactcantilever met het verwarmen tot 350-400°C (afhankelijke sonde). De sondes laten ook high-resolution AC weergave before and after het verwarmen toe.

Inleiding

De Traditionele thermische analyse is gebruikt vele jaren om veranderingen in bulkeigenschappen van een verscheidenheid van steekproeven te onderzoeken in antwoord op het verwarmen. De Micro- thermische analyse gebruikte vrij kleine wollaston-Draad cantilevers om deze technieken tot gebieden zo neer uit te breiden klein zoals een paar microns aan een kant. Deze sondes werden typisch gebruikt in een AtoomMicroscoop van de Kracht (AFM) om de positie van de sondes Wollaston, zowel voor het sonderen als weergavetoepassingen te controleren. De komst van verwarmde siliciumsondes verbeterde goed thermische analyseresolutie aan onder een micron.

Is de thermische analyse van Nanoscale, waar de afbuiging van de cantilever wordt gebruikt om thermaal veroorzaakte veranderingen in oppervlakteeigenschappen te ontdekken, een vrij nieuw vermogen dat aan AFMs is toegevoegd en toegepast op een verscheidenheid van materialen. Bijvoorbeeld, zijn de meeste polymeren mengsels van componenten waarvan mengt verhoudingen, distributie en uniformiteit de eigenschappen van het materiaal en zijn prestaties in producten zoals banden, lijm, containers en voedsel verpakking beïnvloeden.

AFM wordt vaak toegepast op deze polymeersteekproeven om de oppervlaktemorfologie en nanostructure te openbaren. Met nanoscale thermische analyse, kunnen deze materialen ook voor hun reactie op thermaal veroorzaakte morfologische veranderingen, zoals het smelten en glasovergangen, bij schalen niet worden onderzocht mogelijk met traditionele thermische analyse. In veel gevallen, kunnen de componenten afdoend bij de micro worden geïdentificeerd en worden in kaart gebracht en nanoscale, waarbij polymeerformulator wordt geholpen bij het optimaliseren van de gewenste eigenschappen van het definitieve product. Nu, hebben de wetenschappers bij het Onderzoek van het Asiel nanoscale thermische analyse op ongekende die resolutie en gevoeligheidsniveaus met verbeteringen genomen in de nieuwe Optie Ztherm worden opgenomen.

De Compensatie en de Controle van de Cantilever

Een bevindend probleem met bestaande op AFM-Gebaseerde thermische analysesystemen is thermaal het veroorzaakte buigen van de cantilever die in onechte afbuigingssignalen en veranderlijke ladingen die tijdens het verwarmen worden toegepast resulteert. Het Onderzoek van het Asiel heeft een compensatie van de octrooi aangevraagd cantilever en een controleoplossing ontwikkeld die dit probleem verbetert, die constant-ladingsopsporing van thermaal het veroorzaakte smelten (Tm) verstrekken, faseovergangen (Tg) en andere morfologische en nalevingsgevolgen voor materialenstudies en identificatie - voor gebieden minder dan 20nm x 20nm.

Het dubbele contact van Ztherm, de differentiële houder van de aandrijvingscantilever. Het Compatibele Systeem met en staat gemakkelijke uitwisseling van de sondes van Anasys toe ThermaLever.

De Stijfheid en de Dissipatie van het Contact

Naast standaard thermische analysemogelijkheden, kan het pakket Ztherm ook worden gebruikt om contactstijfheid en dissipatie als functie van temperatuur met geavanceerde technieken te evalueren zoals het Dubbele AC Volgen van de Resonantie (DART™). De de contactstijfheid en dissipatie - bij de cantileverresonantie wordt gemeten - zijn gevoeliger voor temperatuur afhankelijke eigenschappen, met inbegrip van oppervlakte het smelten en overgangstemperaturen, dan conventionele op afbuiging-gebaseerde metingen die. Bovendien staat de geïntegreerde piezo aandrijving hoge resolutieAC weergave van steekproeven voor oppervlakte topografische afbeelding before and after toe thermische metingen.

Conventionele Lokale Thermische die Analyse met Ztherm wordt uitgevoerd. Deze kromme toont de cantileverafbuiging als functie van de temperatuursensor. Aanvankelijk, veroorzaakt de thermische uitbreiding van de (PET) polyethylterephthalatesteekproef onder het uiteinde de afbuiging om te stijgen. Aangezien de steekproef om onder het uiteinde begint zacht te worden, vermindert de afbuigingsniveaus weg en dan. De overgangstemperatuur kan vanaf de oversteekplaats tussen dit twee gedrag worden geschat. Het bijvoegselbeeld toont de topografie van de (lichtjes) submicronparagraaf die tijdens de meting werd gecreeerd.

De Eigenschappen en de Voordelen van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse

De eigenschappen en de voordelen van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse van het Onderzoek van het Asiel omvatten:

  • Het pakket omvat software, thermische kaliberbepalingssteekproeven en tien (10) het siliciumsondes van Anasys ThermaLever AN2-200.
  • De Sondes worden gebruikt in een merkgebonden houder van de dubbel-contactcantilever die gemakkelijke uitwisseling, hoge resolutieAC AFM weergave, en het verwarmen tot 350°C (sondes AN2-200) toestaat.
  • Het verwarmen van de Sonde tarieven tot 600,000°C/min.
  • Zij resolutiemogelijkheden aan <20nm
  • De controle van de Temperatuur is volledig geïntegreerd in de ARC2™ controlemechanismeinterface. Geen extra elektronische vakjes worden vereist, verstrekkend natuurlijke en geïntegreerde communicatie tussen het controlemechanisme en de thermische sonde.
  • De Merkgebonden kaliberbepaling en metingsroutines verbeteren gevoeligheid terwijl het verminderen van artefacten:
    • De Geïntegreerde parasitische buigende meting en de correctie verwijderen fouten verbonden aan residu beklemtonen in de thermische cantilevers. Aangezien de sonde wordt verwarmd, beklemtoont geassocieerd met productie wat het buigen zal veroorzaken. Ztherm verbetert voor dit het buigen, verhinderend variërende ladingen op de steekproef zijn van toepassing geweest die de nauwkeurigheid van metingen beperken en onbedoelde oppervlakteschade kunnen zelfs veroorzaken.
    • Uiteinde-Steekproef voltagecompensatie - een unieke aandrijvingskring laat het potentieel bij het cantileveruiteinde toe om gescheiden van de het verwarmen stroom worden gecontroleerd. Dit staat prestaties gelijktijdig toe van een verscheidenheid van voltage afhankelijke technieken met thermische metingen, bijvoorbeeld, PFM.
    • De Dynamische wijzen van de contactresonantie, met inbegrip van PIJLTJE, staan het gevoelige sonderen van oppervlakte mechanische eigenschappen als functie van toe het lokale verwarmen. De resonanties van het Contact zijn gevoeliger voor oppervlakteeigenschappen dan het afbuigingssignaal.

De thermische decompositie van sub-zeptoliter-Sub van insulinevezels. (a) toont een 1x2µm AC (het onttrekken) wijzebeeld van insulinevezels op een micaoppervlakte die worden gedeponeerd. Na weergave, werd een reeks thermisch-buigen-gecompenseerde, bij lage temperatuur thermische cycli uitgevoerd in een 12x6 serie van punten. Een kleine selectie van die plaatsen wordt vermeld door de gekleurde tellers in zowel (a) als (b). (b) is een AC beeld van het zelfde gebied nadat het thermische cirkelen volledig was, tonend talrijke hiaten in de vezels waar de thermomechanische decompositie is voorgekomen. (c) toont de lokale thermische uitbreiding (hoogste afbuigingspercelen) en resonerende frequentieverschuivingen (bodempercelen) verbonden aan de thermische die cycli, kleur door plaats wordt gecodeerd. Neem nota van het duidelijke signaal verbonden aan thermische decompositie van de vezels zichtbaar in de krommen van de resonerende frequentieverschuiving. De afbuigingskrommen tonen geen significante reactie bij de zelfde temperatuur. Merk op dat wat uiteinde het verbreden tijdens het thermische cirkelen is voorgekomen die de resolutie tussen (a) en (b) vermindert. Omdat de het verwarmen cycli bij constante lading werden gemaakt, compenseerde thermaal het veroorzaakte buigen van de hefboom, kunnen de resonerende verschuivingen hoofdzakelijk aan thermische decompositie, eerder dan eenvoudige mechanische gevolgen worden toegeschreven.

Thermische gegevens van een SEBS polymeersteekproef. Een 3x6 serie van thermische sonderende gebeurtenissen werd uitgevoerd over een gebied van de oppervlakte. Het Hoogste die beeld is de fase als kleur op topografie vóór thermische metingen wordt bedekt. Het beeld van de Bodem is na thermische metingen en toont veroorzaakte lokale faseovergangen in de materialen SEBS. De grenzen die van de Fase „uit“ in de opgeheven eigenschap uitspreiden kunnen ook worden gezien.
1µm x 2µm aftasten.

De Specificaties van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse

De specificaties van Ztherm Moduleerden de Thermische Optie van de Analyse van het Onderzoek van het Asiel omvatten:

  • Het dubbele contact van Ztherm, de differentiële houder van de aandrijvingscantilever compatibel met de sondes van Anasys ThermaLever AN2-200. GLUUR Extra schroeven en 260 5x50 Wiha verstrekte schroevedraaier.
  • De hoogst-getemperde Houder van de Steekproef van de Resonantie van het Contact. Omvat 50 epoxypakketten voor efficiënte akoestische koppeling.
  • 10 (tien) sondes van ThermaLever AN2-200 (Andere op verzoek beschikbare sondes ThermaLever)
    • Lengte ~200µm, dikte ~2µm
    • Hoogte 36µm, uiteindestraal <30nm van het Uiteinde
    • Resonerende frequentie 55-80kHz
    • Maximum controleerbare temperatuur 350°C
  • Vergunning om extra sondes ThermaLever van Anasys ($300USD elk) direct te kopen
  • De mogelijkheden van de Software:
    • SThM - Contact, AC, Dutje, en de nieuwe de resonantie van het PIJLTJE het volgen weergave.
    • punt om thermische afbeelding te richten - Temperatuur, frequentie, omvang het ramping op specifieke punten op de steekproefoppervlakte. Kan met punt-en-klik na een verwijzingsaftasten of als „krachtkaart“ worden bepaald om een kaart van thermische eigenschappen over de steekproefoppervlakte te creëren.
  • De specificaties van het PIJLTJE:
    • De waaier100Hz-2MHz norm van de Frequentie
    • De resolutie minder dan 0.1Hz, afhankelijke steekproef van de Frequentie
    • Van de de resonantieaandrijving van het Contact de omvangvariatie
  • Thermische buigende correctie overblijvende <5mV/V (onecht afbuiging/verwarmeraandrijvingsvoltage).
  • De Differentiële aandrijving staat het afzonderlijke verwarmen en bias controle toe.
  • Het Differentiële verwarmervoltage 0V-20V combineerde AC en van GELIJKSTROOM signalen
  • Onafhankelijk uiteinde bias -10V - +10V combineerde AC en van GELIJKSTROOM signalen

Bron: Het Onderzoek van het Asiel

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve het Onderzoek van het Asiel

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

Last Update: 13. June 2013 20:52

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit