Microscopia Térmica de Exploración (SThM) Usando EasyScan 2 FlexAFM de Nanosurf

Temas Revestidos

Antecedentes
Introducción
Microscopia Térmica de Exploración
Requisitos de Sistema

Antecedentes

Nanosurf es proveedor de cabeza de los microscopios atómicos fáciles de usar de la fuerza (AFM) y de los microscopios el hacer un túnel de la exploración (STM). Nuestros productos y servicios son de confianza por los profesionales por todo el mundo ayudarles para medir, para analizar, y para presentar a 3D la información superficial. Nuestros microscopios sobresalen con su diseño compacto y elegante, su manipulación fácil, y su confiabilidad absoluta.

Introducción

Con el revelado de los 2 easyScan FlexAFM, Nanosurf ofrece una plataforma con la adaptabilidad creciente para los investigadores que requieren modos avanzados de la proyección de imagen, mientras que la facilidad de empleo de la marca de fábrica de Nanosurf todavía que mantiene. Los Experimentos que no eran posibles con los sistemas easyScan anteriores son rutinarios ahora con el FlexAFM. Pudiendo acomodar una selección mucho mayor de voladizos de la especialidad mientras que el proporcionar de fácil acceso a las entradas de información y a los rendimientos de sistema es una de las muchas ventajas que el FlexAFM ofrece. Esta ventaja se demuestra con la integración de Explorar proyección de imagen Térmica de la Microscopia (SThM) y las capacidades locales del análisis térmico que sean ofrecidas por los Instrumentos de Anasys.

Cuadro 1. imágenes de Exploración de la Microscopia Electrónica (SEM) De una antena térmica de Anasys. (Ido) voladizo Entero. Magnificación (Correcta) de la punta.

Microscopia Térmica de Exploración

La Microscopia Térmica de Exploración es un modo de la proyección de imagen del AFM que correlaciona cambios en conductividad térmica a través de la superficie de una muestra. Similar a otros modos que midan las propiedades materiales (LFM, MFM, EFM, Etc.), datos de SThM se detecta simultáneamente con datos Topográficos. El modo de SThM es hecho posible reemplazando el voladizo estándar del modo de contacto por una antena térmica nanofabricated con un elemento resistente cerca del ápice de la antena para inclinar.

Este resistor se incorpora en una pata de un circuito de puente de Wheatstone, que permite que el sistema vigile resistencia. Esta resistencia correlaciona con temperatura en el extremo de la antena, y el puente de Wheatstone puede ser configurado al monitor la temperatura de una muestra o correlacionar cualitativo la conductividad térmica de la muestra. Los Cambios en temperaturas de la muestra se miden a menudo en las estructuras activas del dispositivo.

Por ejemplo, es posible a las manchas calientes de la imagen y a los gradientes de temperatura en los dispositivos tales como cargas de registro magnético, diodos láser, y circuitos eléctricos. La proyección de imagen de la conductividad Térmica, sin embargo, se aplica común a las muestras compuestas o mezcladas. En este modo, un voltaje se aplica a la antena y un bucle de retroalimentación se utiliza para guardar la antena en una temperatura constante.

Pues la antena térmica se explora a través de la superficie de la muestra, más o menos energía serán escurridas la punta como explora a través de diversos materiales. Si la región es una de alta conductividad térmica, más energía fluirá lejos de la punta. Cuando ocurre esto, el bucle de retroalimentación térmico ajustará el voltaje a la antena para guardarla en una temperatura constante. Cuando la antena se mueve a un área de una conductividad térmica más inferior, el bucle de retroalimentación bajará el voltaje a la antena, pues requerirá menos energía guardar la antena en una temperatura constante. Ajustando el voltaje para guardar el constante de la temperatura de la antena, una correspondencia de la conductividad térmica de la muestra se genera.

Cuadro 2: Proyección De Imagen de una fibra de carbono y de una muestra de epoxy. Imagen (Superior) de la Topografía. el Z-Rango corresponde al µm 1,4. Imagen (Inferior) de SThM. el Z-Rango corresponde a 600 milivoltio. El XY-rango de ambas imágenes corresponde 80 al µm del µm x 90.

El Cuadro 2 visualiza imágenes Estáticas simultáneamente detectadas de la Topografía y de SThM del Modo de una fibra de carbono y de una muestra de epoxy. La muestra cruz-se ha seccionado y se ha pulido para proporcionar a una superficie plana. Tener una superficie lisa disminuirá cambios en el contraste de SThM ese resultado de efectos topográficos. En la imagen de SThM aquí, es posible correlacionar la diferencia de la conductividad térmica de las regiones de epoxy y de las fibras de carbono. Como se esperaba, las fibras de carbono se ven para tener una conductividad térmica más alta (azul clara) que las regiones de epoxy circundantes (púrpuras). Estos datos también sirven verificar la resolución de sub-100-nm que se prevee de las antenas térmicas.

Más Allá de agregar las capacidades extendidas de la proyección de imagen de SThM, es también posible detectar la información termomecánica cuantitativa local con la resolución de sub-100-nm. Esto es posible con la opción nano-TA ofrecida por los Instrumentos de Anasys. Una Vez Que un área del interés térmico se ha determinado usando proyección de imagen estándar de la Topografía con la antena térmica, es entonces posible poner la antena en una punta específica para medir propiedades térmicas locales.

Esta información es obtenida lineal ramping la temperatura de la antena nano-TA con tiempo mientras que vigila la desviación de la antena. La reacción termomecánica permite que el utilizador obtenga mediciones cuantitativas de las temperaturas de transición de fase tales como punto de fusión (t)m y temperaturas de transición de cristal (t)g. Actualmente estas temperaturas de transición de fase, la muestra debajo de la antena ablandará, permitiendo que la antena penetre en la muestra. Como se ve en el Cuadro 3, esto produce un gráfico de la desviación de la antena en función de temperatura. Este descubrimiento en la resolución espacial de propiedades térmicas tiene implicaciones importantes en los campos de la Ciencia y de los Productos Farmacéuticos del Polímero donde está crucial el comportamiento térmico local de comprensión.

Cuadro 3. análisis del Local nano-TA de una película de polietileno. Represente mostrar gráficamente los resultados de la medición que fueron realizados en dos sitios individuales de la muestra (curvas azules y rojas, respectivamente). El inicio de fundir ocurre en 115°C.

Requisitos de Sistema

El FlexAFM easyScan con el Módulo A y ST Voladizo de la Señal del Casquillo se requiere para realizar la proyección de imagen de SThM y/o el análisis local de la muestra nano-TA (véase el Cuadro 4). Los Instrumentos de Anasys proporcionan al soporte físico y al software que integran fácilmente con el sistema de FlexAFM.

Cuadro 4. componentes de Nanosurf requeridos para la medición de SThM. (Parte Superior) La carga de exploración easyScan de Nanosurf 2 FlexAFM. (Izquierdo Inferior) Los 2 easyScan Hacen Señales el Módulo A. (Abajo a la derecha) El ST. Voladizo del Casquillo de FlexAFM

Las antenas térmicas de Anasys son premontadas en los soportes (Cuadro 5, parte superior) que son compatibles con el ST Voladizo del Casquillo de FlexAFM. En los experimentos descritos aquí, las antenas térmicas GLA-1 y AN2-200 de Anasys fueron utilizadas. El sistema de Anasys SThM (Cuadro 5, parte inferior) incluye una interfaz simple que controle la electrónica del análisis térmico vía una Conexión USB. Este interfaz es capaz de hacer salir un voltaje de poco ruido, de alta resolución a la antena.

Cuadro 5. componentes de Anasys requeridos para la medición de SThM con la carga de exploración de FlexAFM. Antenas (Superiores) la termal de Anasys. Electrónica (Inferior) de Anasys SThM que comprende la fuente de alimentación, el controlador aéreo, y el rectángulo de la CALORÍA.

El voltaje se puede variar sobre una amplia gama dependiendo del tipo de la antena y de la temperatura deseada de la antena (resolución de <0.1°C). Los otros componentes en el circuito de puente se cambian fácilmente si procede para los experimentos de encargo, y el sistema incluye una conexión de la entrada de información para aplicar voltajes ca A la antena. La resistencia de la antena se hace salir en un BNC, que entonces se conecta con el Utilizador Entró 1 en el Módulo easyScan A. de 2 Señales. Para la proyección de imagen de SThM, los 2 easyScan que el software de mando se configura cerco los datos de la resistencia sobre Utilizador Entraron 1, permitiendo que visualizaa la información de SThM sea registrada y como gráfico en la ventana de la proyección de imagen del software de Nanosurf. Durante los experimentos nano-TA, el software de Anasys permite que el Utilizador fije parámetros del controlador aéreo Nano-TA2 tales como velocidades de calentamiento y gama de temperaturas. Típicamente, el feedback del AFM se apaga durante la adquisición de los datos nano-TA.

Fuente: Nanosurf

Para más información sobre esta fuente visite por favor Nanosurf

Date Added: Oct 20, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit