Просматривая Термальная Микроскопия (SThM) Используя EasyScan 2 FlexAFM от Nanosurf

Покрытые Темы

Предпосылка
Введение
Просматривая Термальная Микроскопия
Требования К Системы

Предпосылка

Nanosurf ведущий провайдер легких в использовании атомных микроскопов усилия (AFM) и микроскопов прокладывать тоннель скеннирования (STM). Доверены, что профессионалами всемирно помогают Наши продукты и обслуживания им для того чтобы измерить, проанализировать, и представить 3D поверхностную информацию. Наши микроскопы первенствуют через их компактную и шикарную конструкцию, их легкий регулировать, и их абсолютную надежность.

Введение

С развитием easyScan 2 FlexAFM, Nanosurf предлагает платформу с увеличенной гибкостью для исследователей которые требуют предварительных режимов воображения, пока легкий в использовании товарного знака все еще поддерживая Nanosurf. Эксперименты которые не были возможны с предыдущими easyScan системами теперь по заведенному порядку с FlexAFM. Мочь приспособить очень большой выбор cantilevers специальности пока обеспечивающ легкий доступ к входным сигналам и выходам системы одно из много преимуществ которые FlexAFM предлагает. Это преимущество продемонстрировано с внедрением Просматривать Термальное воображение Микроскопии (SThM) и местные возможности термального анализа которое предложены Аппаратурами Anasys.

Диаграмма 1. Просматривая изображения (SEM) Электронной Микроскопии зонда Anasys термального. (Выйдено) Весь cantilever. (Правое) Увеличение подсказки.

Просматривая Термальная Микроскопия

Просматривая Термальная Микроскопия режим воображения AFM который отображает изменения в термальной проводимости через поверхность образца. Подобно к другим режимам которые измеряют материальные свойства (LFM, MFM, EFM, Etc.), данным по SThM приобретает одновременно с Топографическими данными. Режим SThM делан возможным путем заменять стандартный cantilever режима контакта с nanofabricated термальным зондом с сопротивляющим элементом около вершины зонда для того чтобы наклонить.

Этот резистор включен в одну ногу мостиковой схемы Wheatstone, которая позволяет системе контролировать сопротивление. Это сопротивление сопоставляет с температурой в конце зонда, и мост Wheatstone может быть установлен к или монитору температура образца или качественно отобразить термальную проводимость образца. Изменения в температурах образца часто измерены на активных структурах прибора.

Например, возможно к горячим точкам изображения и температурным градиентам на приборах как магнитные звукозаписывающие головки, лазерные диоды, и электрические цепи. Воображение Термальной проводимости, однако, обыкновенно прикладной к составным или смешанным образцам. В этом режиме, напряжение тока прикладной к зонду и цепь обратной связи использована для того чтобы держать зонд на температуре постоянного.

По Мере Того Как термальный зонд просмотрен через поверхность образца, больше или меньше энергии стекутся от подсказки по мере того как она просматривает через различные материалы. Если зона одна из высокой термальной проводимости, то больше энергии пропустит далеко от подсказки. Когда это произойдет, термальная цепь обратной связи отрегулирует напряжение тока к зонду для того чтобы держать ее на температуре постоянного. Когда зонд двинет к зоне более низкой термальной проводимости, цепь обратной связи понизит напряжение тока к зонду, по мере того как она будет требовать, что меньше энергии сдержала зонд на температуре постоянного. Путем регулировать напряжение тока для того чтобы держать константу температуры зонда, произведена карта проводимости образца термальной.

Диаграмма 2: Воображение образца волокна и эпоксидной смолы углерода. (Верхнее) изображение Топографии. Z-Ряд соответствует к µm 1,4. (Нижнее) изображение SThM. Z-Ряд соответствует до 600 mV. XY-ряд обоих изображений соответствует к 80 µm µm x 90.

Диаграмма 2 показывает одновременно приобретенные Статические изображения Топографии и SThM Режима образца волокна и эпоксидной смолы углерода. Образец былраспределен и был отполирован для того чтобы обеспечить плоскую поверхность. Иметь ровную поверхность уменьшит изменения в контрасте SThM тот результат от топографических влияний. В изображении SThM здесь, возможно отобразить разницу в термальной проводимости зон эпоксидной смолы и волокон углерода. Как предположено, увидены, что имеют волокна углерода более высокую термальную проводимость (свет - синь) чем окружающие зоны эпоксидной смолы (пурпуровые). Эти данные также служят проверить разрешение sub-100-nm которое предположено от термальных зондов.

За добавлять выдвинутые возможности воображения SThM, также возможно приобрести местную количественную термомеханикомагнитную информацию с разрешением sub-100-nm. Это возможно при вариант nano-TA предложенный Аппаратурами Anasys. Как Только зона термального интереса была определена используя стандартное воображение Топографии с термальным зондом, после этого возможно установить зонд на специфический этап для того чтобы измерить местные термальные свойства.

Эта информация получена линейно ramping температура зонда nano-TA с временем пока контролирующ отклонение зонда. Термомеханикомагнитная реакция позволяет пользователю получить количественные измерения температур перехода участка как точка плавления (Tm) и температуры стеклянного перехода (Tg). С точки зрения этих температур перехода участка, образец под зондом размякнет, позволяющ зонду прорезать в образец. Как замечено в Диаграммы 3, это производит график отклонения зонда как функция температуры. Этот прорыв в пространственном разрешении термальных свойств имеет значительно прикосновенности в полях Науки и Фармацевтической продукции Полимера где понимая местное термальное поведение критическое.

Диаграмма 3. Местный анализ nano-TA фильма полиэтилена. Изобразьте показывать результаты измерения которые были выполнены на 2 индивидуальных местах образца (голубых и красных кривых, соответственно). Натиск плавить происходит на 115°C.

Требования К Системы

Необходимо, что выполняет easyScan FlexAFM с Модулем A и Консольным ST Сигнала Держателя воображение SThM и/или местный анализ образца nano-TA (см. Диаграмму 4). Аппаратуры Anasys обеспечивают оборудование и ПО которые легко интегрируют с системой FlexAFM.

Диаграмма 4. компоненты Nanosurf требуемые для измерения SThM. (Верхняя Часть) Головка развертки Nanosurf easyScan 2 FlexAFM. (Нижнее левое) EasyScan 2 Сигнализируют A. Модуля (Нижнее право) ST. Держателя FlexAFM Консольный

Зонды Anasys термальные premounted на поддержках (Диаграмме 5, верхняя часть) которые совместимы с ST Держателя FlexAFM Консольным. В экспериментах описанных здесь, были использованы зонды GLA-1 и AN2-200 Anasys термальные. Система Anasys SThM (Диаграмма 5, дно) включает простой интерфейс ПО который контролирует электронику термального анализа через соединение USB. Этот интерфейс способен вывидить наружу малошумное, напряжение тока высок-разрешения к зонду.

Диаграмма 5. компоненты Anasys требуемые для измерения SThM с головкой развертки FlexAFM. (Верхние) зонды восходящего потока теплого воздуха Anasys. (Нижняя) электроника Anasys SThM состоя из электропитания, регулятора, и коробки CAL.

Напряжение тока может быть поменяно над широким диапазоном в зависимости от типа зонда и пожеланной температуры зонда (разрешения <0.1°C). Другие компоненты в мостиковой схеме легко изменены если требуется для изготовленных на заказ экспериментов, и система включает соединение входного сигнала для того чтобы придать напряжения тока AC к зонду. Сопротивление зонда о на BNC, которое после этого соединено к Пользователю Input 1 на easyScan A. Модуля 2 Сигналов. Для воображения SThM, easyScan 2 контрольная программа установлена собрать данные по сопротивления на Пользователе Input 1, позволяющ данным по SThM быть записанным и показанным как диаграмма в окне воображения ПО Nanosurf. Во Время экспериментов nano-TA, ПО Anasys позволяет Пользователю установить параметры регулятора Nano-TA2 как тарифы на отопление и диапазон температур. Типично, обратная связь AFM повернута во время приема данных nano-TA.

Источник: Nanosurf

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Nanosurf

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

Last Update: 13. June 2013 23:39

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit