Aftastend de Thermische Microscopie die (SThM) EasyScan 2 Gebruiken FlexAFM van Nanosurf

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
Inleiding
Het Aftasten van de Thermische Microscopie
De Vereisten van het Systeem

Achtergrond

Nanosurf is een belangrijke leverancier van makkelijk te gebruiken atoomkrachtmicroscopen (AFM) en aftastende een tunnel gravende microscopen (STM). Onze producten en diensten worden vertrouwd op door beroeps wereldwijd om hen te helpen meten, analyseren, en voorstellen 3D oppervlakteinformatie. Onze microscopen blinken door hun compact en elegant ontwerp, hun eenvoudige behandeling, en hun absolute betrouwbaarheid uit.

Inleiding

Met de ontwikkeling van easyScan 2 FlexAFM, biedt Nanosurf een platform met verhoogde flexibiliteit voor onderzoekers aan die geavanceerde weergavewijzen, terwijl nog het handhaven van het handelsmerkhandigheid van Nanosurf vereisen. De Experimenten die niet mogelijk met de vorige easyScan systemen waren zijn nu routine met FlexAFM. Het Kunnen een veel grotere selectie van specialiteitcantilevers aanpassen terwijl het verlenen van gemakkelijke toegang tot systeeminput en output is één van de vele voordelen die FlexAFM aanbiedt. Dit voordeel wordt aangetoond met de integratie van het Aftasten van weergave de Thermische van de Microscopie (SThM) en lokale thermische analysemogelijkheden die door Anasys Instruments worden aangeboden.

Figuur 1. De beelden van de Elektronenmicroscopie van het Aftasten (SEM) Van een thermische sonde Anasys. (Weggegaan) Volledige cantilever. (Juiste) Vergroting van het uiteinde.

De Aftastende Thermische Microscopie

Het Aftasten van de Thermische Microscopie is een AFM weergavewijze die veranderingen in warmtegeleidingsvermogen over de oppervlakte van een steekproef in kaart brengt. Gelijkaardig aan andere wijzen die materiële eigenschappen meten (LFM, MFM, EFM, enz.), wordt het gegeven SThM verworven gelijktijdig met Topografische gegevens. De wijze SThM wordt gemaakt mogelijk door de standaardcantilever van de contactwijze met a te vervangen nanofabricated thermische sonde met een weerstand biedend element dichtbij de top van het sondeuiteinde.

Deze weerstand wordt opgenomen in één been van een Wheatstone brugkring, die het systeem toestaat om weerstand te controleren. Deze weerstand correleert met temperatuur aan het eind van de sonde, en de brug Wheatstone kan worden gevormd of de temperatuur van een steekproef controleren of het warmtegeleidingsvermogen van de steekproef kwalitatief in kaart te brengen. De Veranderingen in steekproeftemperaturen worden vaak gemeten op actieve apparatenstructuren.

Bijvoorbeeld, is het mogelijk aan beeld hete vlekken en temperatuurgradiënten op apparaten zoals magnetische opnamehoofden, laserdioden, en elektrokringen. De warmtegeleidingsvermogenweergave, echter, wordt algemeen toegepast op samengestelde of gemengde steekproeven. Op deze wijze, wordt een voltage toegepast op de sonde en koppel lijn terug wordt gebruikt om de sonde bij een constante temperatuur te houden.

Aangezien de thermische sonde over de steekproefoppervlakte wordt afgetast, min of meer zal de energie uit het uiteinde zijn gelopen aangezien het over verschillende materialen aftast. Als het gebied één van hoog warmtegeleidingsvermogen is, zal meer energie vanaf het uiteinde stromen. Wanneer dit voorkomt, thermisch lijn terug zal aanpassen het voltage aan de sonde koppelt om het bij een constante temperatuur te houden. Wanneer de sondebewegingen aan een gebied van lager warmtegeleidingsvermogen, terugkoppelen zal de lijn het voltage aan de sonde verminderen, aangezien het minder energie zal vereisen om de sonde bij een constante temperatuur te houden. Door het voltage aan te passen om de constante van de sondetemperatuur te houden, wordt een kaart van het warmtegeleidingsvermogen van de steekproef geproduceerd.

Figuur 2: Weergave van een koolstofvezel en een epoxysteekproef. (Het Hoogste) beeld van de Topografie. De z-Waaier beantwoordt aan 1.4 µm. (Bodem) beeld SThM. De z-Waaier beantwoordt aan 600 mV. De x-y-Waaier van beide beelden beantwoordt aan 80 µm x 90 µm.

Figuur 2 vertoningen gelijktijdig de Statische Topografie van de Wijze en beelden SThM van een koolstofvezel en een epoxysteekproef verwierven. De steekproef is dwars-gesegmenteerd en opgepoetst om een vlakke oppervlakte te verstrekken. Het Hebben van een vlotte oppervlakte zal veranderingen in het contrast minimaliseren SThM die uit topografische gevolgen voortvloeien. In het beeld SThM hier, is het mogelijk om het warmtegeleidingsvermogenverschil van de epoxygebieden en de koolstofvezels in kaart te brengen. Zoals verwacht, worden de koolstofvezels gezien een hoger (lichtblauw) hebben warmtegeleidingsvermogen dan de omringende epoxy (purpere) gebieden. Deze gegevens dienen ook om de sub-100-NM- resolutie te verifiëren die van de thermische sondes wordt verwacht.

Voorbij het toevoegen van de uitgebreide mogelijkheden van weergave SThM, is het ook mogelijk om lokale kwantitatieve thermomechanische informatie met sub-100-NM- resolutie te verwerven. Dit is mogelijk met de optie nano-Ta door Anasys Instruments wordt aangeboden die. Zodra een gebied van thermisch belang gebruikend de standaardweergave van de Topografie met de thermische sonde is geïdentificeerd, is het toen mogelijk om de sonde op een specifiek punt aan maatregelen lokale thermische eigenschappen te plaatsen.

Deze informatie wordt verkregen door de temperatuur van de sonde nano-Ta met tijd lineair ramping terwijl het controle van afbuiging van de sonde. De thermomechanische reactie staat de gebruiker toe om kwantitatieve metingen van de temperaturen van de faseovergang zoals smeltpunt (t) enm de temperaturen van de glasovergang (t) te verkrijgeng. Op het punt van deze temperaturen van de faseovergang, zal de steekproef onder de sonde zacht worden, toestaand de sonde om in de steekproef te doordringen. Zoals gezien in Figuur 3, veroorzaakt dit een perceel van sondeafbuiging als functie van temperatuur. Deze doorbraak in ruimteresolutie van thermische eigenschappen heeft significante implicaties op het gebied van de Wetenschap en de Geneesmiddelen van het Polymeer waar het begrip van lokaal thermisch gedrag essentieel is.

Figuur 3. Lokale analyse nano-Ta van een polyethyleenfilm. Grafiek die metingsresultaten tonen die bij twee individuele steekproefplaatsen werden uitgevoerd (blauwe en rode krommen, respectievelijk). Het begin van het smelten komt bij 115°C. voor.

De Vereisten van het Systeem

EasyScan FlexAFM met de Module A van het Signaal en de Houder ST wordt van de Cantilever vereist om weergave SThM en/of lokale nano-Ta steekproefanalyse (zie Figuur 4) uit te voeren. De Instrumenten van Anasys verstrekt hardware en software die gemakkelijk met het systeem FlexAFM integreren.

Figuur 4. De componenten van Nanosurf voor meting die SThM worden vereist. (Bovenkant) het Nanosurf easyScan 2 FlexAFM aftastenhoofd. (Verlaten Bodem) EasyScan 2 Signal Module A. (het recht van de Bodem) De Houder ST. van de Cantilever FlexAFM

Anasys de thermische sondes zijn premounted op steunen (Figuur 5, bovenkant) die met de Houder ST van de Cantilever FlexAFM compatibel zijn. In de hier beschreven experimenten, werden thermische sondes gla-1 en AN2-200 van Anasys gebruikt. Het systeem van Anasys SThM (Figuur 5, bodem) omvat een eenvoudige softwareinterface die de thermische analyseelektronika via een aansluting van USB controleert. Deze interface kan een voltage met geringe geluidssterkte, high-resolution aan de sonde outputting.

Figuur 5. De componenten van Anasys voor meting SThM met het FlexAFM aftastenhoofd dat worden vereist. (Thermische sondes Hoogste) Anasys. (Bodem) de elektronika die van Anasys SThM uit de machtslevering, het controlemechanisme, en CAL doos bestaan.

Het voltage kan over een brede waaier afhankelijk van het sondetype en de gewenste temperatuur van de sonde (<0.1°C- resolutie) worden gevarieerd. De andere componenten in de brugkring worden gemakkelijk veranderd indien nodig voor douaneexperimenten, en het systeem omvat een inputaansluting om AC voltages op de sonde toe te passen. De weerstand van de sonde is output op een BNC, die dan met Input 1 van de Gebruiker op easyScan 2 Signal Module A. wordt verbonden. Voor weergave SThM, wordt de easyScan 2 controlesoftware gevormd om de weerstandsgegevens te verzamelen over Gebruiker Invoerde 1, toelatend informatie SThM om als grafiek in het weergavevenster van de software worden geregistreerd en worden getoond Nanosurf. Tijdens experimenten nano-Ta, staat de software Anasys de Gebruiker toe om nano-TA2 controlemechanismeparameters zoals het verwarmen tarieven en temperatuurwaaier te plaatsen. Typisch, koppelt AFM wordt uitgezet tijdens de aanwinst van nano-Ta- gegevens terug.

Bron: Nanosurf

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Nanosurf

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit