Ztherm - Combinando Capacidades Avançadas Convencionais e Novas Poderosas da Análise Térmica para Sistemas de MFP-3D e de AFM da Cifra da Pesquisa do Asilo

Assuntos Cobertos

Fundo
Introdução
Compensação e Controle do Modilhão
Rigidez e Dissipação do Contacto
As Características e os Benefícios de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica
As Especificações de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica

Fundo

Ztherm combina capacidades avançadas convencionais e novas poderosas da análise térmica com a alta resolução do AFM, e adiciona a compensação pendente da patente para a dobra thermallyinduced do modilhão e a medida da rigidez do contacto e a dissipação para a sensibilidade e a definição as mais altas disponíveis. A Opção de Ztherm fornece o aquecimento altamente localizado a sensibilidade às mudanças-22 da propriedade de materiais do litro <10 (subzeptoliter), mais do que uma melhoria do ordem de grandeza no volume sobre aquela previamente disponível com sistemas comerciais. A Opção de Ztherm está disponível para a Pesquisa MFP-3D™ do Asilo e Sistemas de Cypher™ AFM. A opção de Ztherm utiliza e inclui pontas de prova de Anasys ThermaLever™.

Ponta de prova de ThermaLever que mostra a estrutura do modilhão e o close-up da ponta (direito superior). As pontas de prova são montadas em um suporte proprietário do modilhão do duplo-contacto com aquecimento até 350-400°C (dependente da ponta de prova). As pontas de prova igualmente permitem a imagem lactente de alta resolução da C.A. antes e depois do aquecimento.

Introdução

A análise térmica Tradicional foi usada por muitos anos para examinar mudanças em propriedades de maioria de uma variedade de amostras em resposta ao aquecimento. A Micro análise térmica usou modilhões relativamente pequenos do Wollaston-Fio para estender para baixo estas técnicas às áreas tão pequenas quanto alguns mícrons em um lado. Estas pontas de prova foram usadas tipicamente em um Microscópio Atômico da Força (AFM) para controlar a posição das pontas de prova de Wollaston, para a sondagem e as aplicações da imagem lactente. O advento de pontas de prova calorosos do silicone melhorou a definição da análise térmica bem abaixo de um mícron.

A análise térmica de Nanoscale, onde a deflexão do modilhão é usada para detectar mudanças tèrmica induzidas nas propriedades de superfície, é uma capacidade relativamente nova que seja adicionada a AFMs e aplicada a uma variedade de materiais. Por exemplo, a maioria de polímeros são misturas dos componentes cujas relações, distribuição e a uniformidade de mistura afecta as propriedades do material e de seu desempenho nos produtos tais como pneus, colam, recipientes e empacotamento de alimento.

O AFM é aplicado freqüentemente a estas amostras do polímero para revelar a morfologia e o nanostructure de superfície. Com análise térmica do nanoscale, estes materiais podem igualmente ser examinados para sua resposta às mudanças morfológicas tèrmica induzidas, tais como o derretimento e as transições de vidro, nas escalas nao possíveis com análise térmica tradicional. Em muitos casos, os componentes podem conclusiva ser identificados e traçado no micro e no nanoscale, assim ajudando ao formulator do polímero em aperfeiçoar as propriedades desejadas do produto final. Agora, os cientistas na Pesquisa do Asilo tomaram a nanoscale a análise térmica aos níveis inauditos da definição e da sensibilidade com as melhorias incorporadas na Opção nova de Ztherm.

Compensação e Controle do Modilhão

Um problema ereto com sistemas de análise térmica AFM-baseados existentes é dobra tèrmica induzida do modilhão que conduz aos sinais especulativos da deflexão e às cargas variáveis que são aplicados durante o aquecimento. A Pesquisa do Asilo desenvolveu uma solução da compensação pendente e de controle do modilhão da patente que corrigisse este problema, fornecendo a detecção da constante-carga de derretimento tèrmica induzido (TM), as transições de fase (Tg) e os outros efeitos morfológicos e da conformidade para estudos e identificação dos materiais - para áreas menos do que 20nm x 20nm.

Contacto duplo de Ztherm, suporte diferencial do modilhão da movimentação. Compatível com e permite a troca fácil de pontas de prova de Anasys ThermaLever.

Rigidez e Dissipação do Contacto

Além do que capacidades padrão da análise térmica, o pacote de Ztherm pode igualmente ser usado para avaliar a rigidez do contacto e a dissipação em função da temperatura com técnicas avançadas tais como o Seguimento Duplo da Ressonância da C.A. (DART™). A rigidez e a dissipação do contacto - medidas na ressonância do modilhão - são muito mais sensíveis às propriedades dependentes da temperatura, incluindo temperaturas do derretimento da superfície e de transição, do que medidas deflexão-baseadas convencionais. Além, a actuação piezo integrada permite a imagem lactente de alta resolução da C.A. das amostras para o traço topográfico de superfície antes e depois das medidas térmicas.

Análise Térmica Local Convencional executada com o Ztherm. Esta curva mostra a deflexão do modilhão em função do sensor de temperatura. Inicialmente, a expansão térmica da amostra (PET) do polyethylterephthalate sob a ponta faz com que a deflexão aumente. Enquanto a amostra começa amaciar sob a ponta, a deflexão nivela fora e então diminuições. A temperatura de transição pode ser calculada do cruzamento entre estes dois comportamentos. A imagem inserir mostra a topografia (ligeira) do recorte submicrónico que foi criado durante a medida.

As Características e os Benefícios de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica

As características e os benefícios de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica da Pesquisa do Asilo incluem:

  • O pacote inclui o software, amostras térmicas da calibração e dez (10) o silicone de Anasys ThermaLever AN2-200 sonda.
  • As Pontas De Prova são usadas em um suporte proprietário do modilhão do duplo-contacto que permita a troca fácil, a imagem lactente de alta resolução da C.A. AFM, e o aquecimento até 350°C (pontas de prova AN2-200).
  • Taxas de aquecimento da Ponta De Prova até 600,000°C/min.
  • Capacidades Laterais da definição a <20nm
  • O controle de Temperatura é integrado inteiramente na relação do controlador de ARC2™. As caixas eletrônicas Não adicionais são exigidas, fornecendo uma comunicação natural e integrada entre o controlador e a ponta de prova térmica.
  • As rotinas Proprietárias da calibração e da medida melhoram a sensibilidade ao reduzir produtos manufacturados:
    • A medida e a correcção de dobra parasíticas Integradas removem os erros associados com os esforços residuais nos modilhões térmicos. Porque a ponta de prova é caloroso, os esforços associados com a fabricação causarão alguma dobra. Ztherm corrige para esta dobra, impedir a variação carrega da aplicação à amostra que limitam a precisão das medidas e podem mesmo causar dano de superfície sem intenção.
    • compensação da tensão da Ponta-Amostra - um circuito de movimentação original permite que o potencial na ponta do modilhão seja controlado separada da corrente do aquecimento. Isto permite o desempenho de uma variedade de técnicas dependentes da tensão simultaneamente com medidas térmicas, por exemplo, PFM.
    • Os modos de ressonância Dinâmicos do contacto, incluindo o DARDO, permitem a sondagem sensível das propriedades mecânicas de superfície em função do aquecimento local. As ressonâncias do Contacto são muito mais sensíveis às propriedades de superfície do que o sinal da deflexão.

Decomposição térmica Secundária-zeptoliter de fibras da insulina. (a) mostra uma imagem do modo da C.A. de 1x2µm (batida) das fibras da insulina depositadas em uma superfície de mica. Após a imagem lactente, uma série de ciclos térmicos térmico-dobrar-compensados, de baixa temperatura foi executada em uma disposição 12x6 de pontos. Uma selecção pequena daqueles lugar é indicada pelos marcadores coloridos em (a) e em (b). (b) é uma imagem da mesma região depois que o ciclismo térmico estava completo, diferenças numerosas da C.A. da exibição nas fibras onde a decomposição termomecânica ocorreu. (c) mostra a expansão térmica local (lotes superiores da deflexão) e as SHIFT de freqüência ressonante (lotes da parte inferior) associadas com os ciclos do thermal, cor codificada pelo lugar. Note o sinal claro associado com a decomposição térmica das fibras visíveis nas curvas da SHIFT de freqüência ressonante. As curvas da deflexão não mostram nenhuma resposta significativa na mesma temperatura. Note que alguma ponta que alarga ocorreu durante o ciclismo térmico que reduz a definição entre (a) e (b). Porque os ciclos de aquecimento foram feitos na carga constante, compensada a dobra tèrmica induzida da alavanca, as SHIFT ressonantes podem primeiramente ser atribuídos à decomposição térmica, um pouco do que efeitos mecânicos simples.

Dados Térmicos de uma amostra do polímero de SEBS. Uma disposição 3x6 de eventos de sondagem térmicos foi executada sobre uma área da superfície. A imagem Superior é a fase coberta como a cor na topografia antes das medidas térmicas. A imagem Inferior é após medidas térmicas e mostra transições de fase locais induzidas nos materiais de SEBS. Os limites da Fase “que espalham para fora” na característica levantada podem igualmente ser considerados.
varreduras de 1µm x de 2µm.

As Especificações de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica

As especificações de Ztherm Modularam a Opção da Análise Térmica da Pesquisa do Asilo incluem:

  • O contacto duplo de Ztherm, suporte diferencial do modilhão da movimentação compatível com Anasys ThermaLever AN2-200 sonda. Parafusos Extra do AUGE e chave de fenda de 260 5x50 Wiha fornecida.
  • Suporte Alto-Umedecido da Amostra da Ressonância do Contacto. Inclui 50 pacotes da cola Epoxy para o acoplamento acústico eficiente.
  • 10 (dez) pontas de prova de ThermaLever AN2-200 (Outras pontas de prova de ThermaLever disponíveis a pedido)
    • Comprimento ~200µm, espessura ~2µm
    • Altura de Ponta 3-6µm, raio <30nm da ponta
    • Freqüência Ressonante 55-80kHz
    • Temperatura verificável Máxima 350°C
  • A Licença comprar ThermaLever adicional sonda directamente de Anasys ($300USD cada um)
  • Capacidades do Software:
    • SThM - Contacto, C.A., Sesta, e a imagem lactente de seguimento da ressonância nova do DARDO.
    • thermal ponto a ponto que traça - Temperatura, freqüência, amplitude que ramping em pontos específicos na superfície da amostra. Pode ser determinada com de apontar e clicar depois que uma varredura da referência ou como da “um mapa força” criar um mapa de propriedades térmicas sobre a superfície da amostra.
  • Especificações do DARDO:
    • Padrão da escala de Freqüência 100Hz-2MHz
    • A definição da Freqüência menos do que 0.1Hz, prova o dependente
    • Variação da amplitude da movimentação da ressonância do Contacto
  • Correcção de dobra Térmica <5mV/V residual (tensão especulativo da movimentação da deflexão/calefator).
  • A movimentação Diferencial permite o aquecimento separado e o controle diagonal.
  • A tensão Diferencial 0V-20V do calefator combinou sinais da C.A. e da C.C.
  • Polarização Independente -10V da ponta - +10V combinou sinais da C.A. e da C.C.

Source: Pesquisa do Asilo

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor a Pesquisa do Asilo

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

Last Update: 13. June 2013 23:36

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