MFP NanoIndenter - Premier NanoIndenter AFM-Basé pour la Caractérisation Des Matériaux Quantitative de la Recherche d'Asile

Sujets Couverts

Mouvement Propre
Introduction
Design Novateur et Robuste
Le Design Monolithique Élimine des Mesures en profondeur de Chassoir et d'Erreurs
Nanopositioning pour l'Exactitude et la Précision
les Blocs Optiques Diffraction-Limités Fournissent le Visionnement De haute résolution de l'Extrémité et de l'Échantillon
Vérification Pré-Étalonnée Facile À Utiliser d'Installation et d'Étalonnage
Les Réglages de Poussée et de Spire Mettent À Jour l'Étalonnage
Mesure Directe pour la Caractérisation et les Résultats Exacts d'Extrémité
Applications

Mouvement Propre

Le MFP NanoIndenter de l'Asile est un pénétrateur équipé vrai et est le premier pénétrateur AFM-basé qui n'utilise pas des encorbellements en tant qu'élément du mécanisme de mise en retrait. Ces caractéristiques et l'utilisation des senseurs de pointe d'AFM fournissent des avantages substantiels dans l'exactitude, la précision et la sensibilité au-dessus d'autres systèmes nanoindenting.

Introduction

À La Différence des pénétrateurs en porte-à-faux, le MFP NanoIndenter (le Schéma 1) déménage la perpendiculaire de mise en retrait d'extrémité à la surface. Ce mouvement vertical évite le mouvement et les erreurs transversaux qui sont inhérents dans des systèmes en porte-à-faux-basés. Comparé aux nanoindenters équipés disponibles dans le commerce conventionnels, le MFP NanoIndenter fournit à des limites de détection inférieures et à des mesures plus de haute résolution de la force et de la profondeur d'indentation la précision supérieure de l'AFM sentant la technologie.

Le Schéma 1. Les intregrates de MFP NanoIndenter les capacités quantitatives des nanonindenters équipés avec la définition d'AFM/SPM de fournir à la caractérisation des matériaux avancée l'exactitude améliorée, la précision et la sensibilité.

Le pénétrateur est complet intégré avec l'AFM, fournissant la seule capacité de mesurer des zones de contact en exécutant la métrologie d'AFM de les deux l'extrémité de mise en retrait et l'indentation donnante droit (le Schéma 2). Ces mesures directes activent l'analyse des propriétés matérielles avec à méthodes indirectes relatives de calcul d'exactitude sans précédent. Le design utilise la mise en fonction passive par une flexure monolithique, un chassoir réduisant à un minimum et toute autre mesure en profondeur des erreurs.

Le Schéma 2. Mettant En Retrait sur la dentine (laissée de la fêlure), et émail (droit) sur un échantillon humain de dent. Toutes les indentations dans chaque ligne (une ligne est entourée) étaient produites avec la même force maximum. Les indentations plus petites sur l'émail expliquent qu'il est plus dur que la dentine, l'échographie de 70µm. Échantillonnez l'accueil D. Wagner et S. Cohen, Institut de Weizmann de la Science.

L'exactitude positionnante dans le plan témoin est subnanometer utilisant les senseurs nanopositioning de la boucle bloquée du MFP. La Tête de NanoIndenter emploie le bloc optique diffraction-limité avancé ajoutée à la capture d'images de CCD pour la navigation de précision de l'extrémité aux centres d'intérêt sur l'échantillon.

Le logiciel intégré fournit un armement complet des fonctionnements expérimentaux de contrôle et d'analyse, y compris les descripteurs normaux de méthode d'analyse. La trousse de système comprend un ensemble d'extrémités nanoindenting, trois supports différents témoin, deux normes d'étalonnage pour la vérification constante de sensibilité et de source, ainsi que les outils et les accessoires nécessaires pour exécuter mettre en retrait des expériences sur une gamme complète de matériaux. Cet outil hautement quantitatif, combiné avec des capacités à extrémité élevé d'AFM, brise la nouvelle base dans la caractérisation de divers matériaux comprenant des films minces, des couches, des polymères, des biomatériaux, et beaucoup d'autres. Le Module de MFP NanoIndenter est disponible dans la norme (type constant de source. 4,000N/m) et force faible (type constant de source. 800N/m) versions exclusivement pour l'Asile MFP-3D™ AFM.

Design Novateur et Robuste

Au coeur du NanoIndenter est notre tête sensored par exclusivité de boucle bloquée, conçue avec un transducteur flexured robuste pour des mesures quantitatives.

Le Design Monolithique Élimine des Mesures en profondeur de Chassoir et d'Erreurs

Avec des nanoindenters conventionnels, la mise en fonction électrique fait type réchauffer de petites pièces, ayant pour résultat le chassoir et, par conséquent, les erreurs de mesure. Le design monolithique (le Schéma 3) de l'axe flexured et sensored de Z du MFP NanoIndenter élimine ces problèmes de chassoir et prévoit des résultats quantifiables.

Le Schéma 3. Le transducteur de NanoIndenter est un design pour la précision sans précédent et une exactitude flexured et sensored.

Nanopositioning pour l'Exactitude et la Précision

Le Déplacement de la flexure de mise en retrait du MFP est effectué avec un déclencheur piézo-électrique et mesuré avec notre Système à faible bruit et sensored breveté de Nanopositioning (NPS™). La force est calculée digitalement comme produit de la constante de source et du déplacement mesuré de flexure de pénétrateur. Cette mesure est produite en convertissant le signe optique (mesuré au détecteur photoélectrique de MFP) en déplacement de la flexure de mise en retrait verticale. Le pénétrateur fournit la définition sans précédent parce que les deux quantités d'intérêt - profondeur et force - sont basées calculé sur des déplacements mesurés avec les senseurs de pointe d'AFM. À La Différence des nanoindenters équipés conventionnels qui ne peuvent pas quantitativement mesurer la force en temps réel, le dépistage optique de manette active la largeur de bande élevée, retour de force vrai. Ceci permet la représentation reproductible, la mesure quantitative de caractéristique technique, les courbures quantitatives de force, et positionner précis pour la manipulation et la lithographie.

les Blocs Optiques Diffraction-Limités Fournissent le Visionnement De haute résolution de l'Extrémité et de l'Échantillon

Le bloc optique de NanoIndenter et l'assemblage d'appareil-photo fournit le visionnement de l'extrémité et de l'échantillon de pénétrateur sous un angle de 20 degrés d'horizontal (le Schéma 4). L'extrémité de pénétrateur peut être positionnée avec une exactitude de 20 micromètres avec un objectif 5x sur une surface réfléchie.

Le Schéma 4 vue Optique du coin de grille et de cube de l'étalonnage 10um dirigent. La Réflexion de l'extrémité (bas) peut être vue sur l'échantillon.

Différentes régions de l'échantillon peuvent être visualisées avec le stade indépendant optique de traduction. Le design tient compte de l'échange facile des objectifs pour faciliter différentes conditions d'échantillon. Un diaphragme d'iris intrinsèque fournit la profondeur de la zone réglable et l'appareil-photo tient compte du réglage de la durée d'exposition, du gain, du débit d'images, de la saturation, et du gamma.

Vérification Pré-Étalonnée Facile À Utiliser d'Installation et d'Étalonnage

La constante de source est étalonnée avec trois principales méthodes pour réduire à un minimum des erreurs dans vos mesures - l'ajouter-masse, la source de référence, et les méthodes de microbalance. L'Étalonnage de l'assemblage de flexure de pénétrateur est exécuté à l'usine ; le matériel et le logiciel sont donnés pour des contrôles d'étalonnage par des utilisateurs, assurant la précision et l'exactitude au cours de la durée de vie de l'instrument.

Les Réglages de Poussée et de Spire Mettent À Jour l'Étalonnage

Le design avancé de la tête de NanoIndenter comprend les réglages de poussée-et-spire qui mettent à jour les paramètres d'étalonnage pré-établis et se protègent contre les modifications accidentelles.

Mesure Directe pour la Caractérisation et les Résultats Exacts d'Extrémité

La caractérisation d'Extrémité est extrêmement importante pour l'analyse quantitative dans des applications nanoindenting. Les nanoindenters Conventionnels doivent employer des méthodes indirectes pour évaluer l'effet de la géométrie d'extrémité de pénétrateur sur les résultats d'indentation, tels que la mise en retrait sur un échantillon normal (silice fixée) avec l'application des suppositions théoriques et expérimentales. En revanche, le MFP NanoIndenter permet la métrologie directe d'extrémité utilisant des techniques normales d'AFM (les Schémas 5). Cette méthode évite particulièrement les suppositions théoriques et les erreurs expérimentales associées inhérentes aux méthodes conventionnelles (par exemple Oliver-Pharr). De Même, métrologie d'AFM des indentations donnantes droit (le Schéma 6) fournit des données expérimentales supplémentaires pour s'améliorer sur l'exactitude des théories pour l'analyse de données. De plus, des extrémités abîmées ou usées peuvent être recensées par la représentation d'AFM et être jetées avant que des données incorrectes soient rassemblées.

Le Schéma 5. mesure Directe du fonctionnement de zone d'extrémité (Berkovich) affiche la relation entre la profondeur (données, haut de Z-Senseur d'AFM) et la zone de contact (intégration numérique des données, du bas), échographie de 5µm.

Le Schéma 6. matériaux Granulaires ont des zones de contact qui sont discontinues et le besoin pour être mesurées une évaluation correcte des propriétés matérielles. Oxyde de bidon d'Indium, échographie 800nm.

Applications

Le NanoIndenter est idéal pour un grand choix d'applications nanoindenting comprenant :

  • Comportement Élastique des métaux, de la céramique, des polymères, Etc.
  • Phénomènes de Dislocation en métaux
  • Fractures dans la céramique
  • Comportement Mécanique des films minces, os, biomatériaux
  • Contraintes Résiduelles
  • Caractéristiques mécaniques Dépendant Du Temps des métaux et des polymères mous
  • Nanoindenting Combiné avec les mesures courant-tension (iv)
  • Microscopie Combinée de Force nanoindenting et de Piezoresponse

La plate-forme de l'Asile MFP-3D™ AFM permet l'évaluation précise du rebond élastique, collision et bassin-dans les volumes matériels. La représentation d'AFM est principale à l'identification des fissures, du déplacement, et des zones de défaillance dans les échantillons mis en retrait, ainsi que de la représentation des caractéristiques techniques indiquant des phénomènes matériels.

Source : « Le NanoIndenter Équipé par MFP pour la Caractérisation Des Matériaux Quantitative » de la Recherche d'Asile

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît la Recherche d'Asile

Date Added: Jul 31, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 20:56

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