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背景
简介
扫描热显微镜
系统需求
背景
Nanosurf是一个领先供应商，易于使用的原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）的。我们的产品和服务是值得信赖的遍布全球的专业，以帮助他们测量，分析，和目前的三维表面信息。我们的显微镜Excel中通过其紧凑而典雅的设计，其易于操作，而且其绝对的可靠性。
简介
Nanosurf easyScan 2 FlexAFM随着发展，提供一个平台，需要先进的成像模式的研究人员增加了灵活性，同时仍然保持Nanosurf的易于使用的商标。现在没有可能与以前的easyScan系统的实验与常规 FlexAFM 。能够容纳的专业悬臂更大的选择，同时提供方便地访问系统的输入和输出是FlexAFM提供的许多优点之一。这样的好处是证明扫描热显微镜（SThM）成像和热分析Anasys仪器所提供的功能集成。
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图1。扫描Anasys热探头的电子显微镜（SEM）图像。 （左）整个悬臂。 （右）的放大倍率的小费。
扫描热显微镜
扫描热显微镜，原子力显微镜成像模式，地图导热系数的变化，整个样品的表面。类似于测量材料特性（线性调频，MFM，EFM等），SThM数据获取地形数据同时的其他交通工具。 SThM模式是一个nanofabricated热探头与探头尖端的顶点附近的电阻元件代替标准的接触模式的悬臂。
此电阻纳入一条腿惠斯登电桥电路，它允许系统监控电阻。这个电阻随温度的相关探头年底，惠斯登电桥可配置监控样品温度或定性映射的样品的导热系数。在样品温度的变化往往是测量有源器件结构。
例如，它可以形象的热点，如磁记录磁头，激光二极管和电气线路，设备的温度梯度。然而，热导率成像，是普遍适用的复合或混合样品。在这种模式下，电压施加到探头和一个反馈回路是用来保持在一个恒定的温度探头。
热探针在样品表面扫描，更多或更少的能源将被耗尽的提示，因为它在不同的材料进行扫描。如果该地区是一个高导热，更多的能量会流走，从一角。当发生这种情况时，热反馈环路将调节电压探头保持在一个恒定的温度。当探针移动到一个较低的热传导面积，反馈回路将降低电压探头，因为这将需要更少的能源来保持在一个恒定的温度探头。通过调节电压保持探头的温度恒定，样品的导热系数的地图生成。
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图2：碳纤维和环氧树脂样品成像。 （上）地形图像。 Z轴范围对应至1.4微米。 （下）SThM形象。 Z轴范围相当于600毫伏。两个图像的XY范围相当于80微米× 90微米。
图2显示了同时收购的静态模式地形的碳纤维和环氧树脂样品和SThM图像。样品已横截面，并提供一个平坦的表面抛光。有一个平滑的表面，将最大限度地减少在SThM对比的变化所造成的地形影响。在这里的SThM形象，它可以映射的环氧树脂地区和碳纤维的导热性差。正如所料，碳纤维被认为有一个较高的导热系数比周围的环氧树脂地区（紫色）（浅蓝色）。这些数据还有助于验证低于100纳米的决议，预计是从热探针。
除了加入SThM成像的扩展能力，它也有可能获得本地定量热机械信息低于100纳米的分辨率。 Anasys仪器所提供的纳米TA选项，这是可能的的。一旦热利益的领域已经确定使用热探头的标准地形成像，然后就可以放置在一个特定的点来衡量当地的热性能的探头。
此信息是通过纳米TA探头的温度随时间线性斜坡，同时监控探头偏转。热机械的反应，让用户获得如熔点的相变温度 （T米）和玻璃化转变温度（T G）的定量测量。探头下方的样品将在这些相变温度点，软化，使探针渗透到样品。正如图3可以看出，这将产生一个探头偏转温度的函数曲线。这在空间分辨率的热性能的突破，在高分子科学与制药，了解当地的热行为是至关重要的领域有显著的影响。
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图3。当地分析纳米TA一个聚乙烯薄膜。图表显示，在两个单独的样品的网站（蓝色和红色曲线，分别）的测量结果。发病的融化发生在115 ° C。
系统需求
easyScan FlexAFM信号模块A和悬臂架ST须履行SThM成像和/或当地的纳米TA样本分析（见图4）。 Anasys仪器提供的硬件和软件与FlexAFM系统轻松集成。
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图4。 Nanosurf SThM测量组件。 （上）Nanosurf easyScan 2 FlexAFM扫描头。 （左下）easyScan 2信号模块A.（右下）FlexAFM悬臂架ST。
Anasys热探针上的支持（图5，顶部）与兼容FlexAFM悬臂架ST预安装。在这里描述的实验，Anasys GLA - 1和AN2 - 200热探针被使用。 Anasys SThM系统（图5，底部），包括一个简单的软件接口，控制通过USB连接的热分析电子。此接口能够输出一个低噪声，高解析度的电压探头。
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图5。Anasys组件FlexAFM扫描头与SThM测量的需要。 （上）Anasys热探针。 （下）Anasys SThM电子产品，包括电源，控制器，和CAL盒。
取决于探头类型和所需的温度探头（<0.1 ° C分辨率），电压可在较大范围内变化。桥电路中的其他组件，很容易改变，如果需要定制的实验，该系统包括一个输入连接，适用于交流电压探头。探头的电阻是一个BNC输出，然后将其连接在用户输入1 easyScan 2信号模块A.对于SThM成像，easyScan 2控制软件配置，收集用户输入1的电阻数据，允许SThM信息被记录下来，并作为Nanosurf软件成像窗口中的图表显示。纳米TA实验期间，Anasys软件允许用户设置，如纳米TA2，控制器参数的升温速率和温度范围内。通常情况下，原子力显微镜反馈关闭在纳米TA数据的采集。
来源： Nanosurf
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