Avantages des Techniques d'Imagerie Atomiques Avancées de Filetage d'AFM de Microscopie de Force de ScanAsyst et de PeakForce

Par AZoNano

Table des matières

Introduction
Filetage de PeakForce
ScanAsyst
Avantages
Conclusions
Au Sujet de Bruker

Introduction

Le Filetage de PeakForce (PFT) et le ScanAsyst (SA) sont deux techniques d'imagerie Atomiques de Microsocope (AFM) de Force récent introduites par Bruker qui s'insère dans le cadre des modes existants d'AFM. L'étape essentielle dans l'AFM est le réglage réel long des paramètres de contrôle par retour de l'information d'AFM par l'utilisateur. ScanAsyst fournit l'indépendant cohérent de résultats d'expert-qualité de l'expérience utilisateur.

Filetage de PeakForce

PeakForce Filetant, comme TappingMode, évite les forces transversales par entrer en contact intermittent de l'échantillon. Il diffère de TappingMode parce qu'il fonctionne en mode non-résonnant. Les avantages du contact et de la représentation de TappingMode sont combinés dans le système de oscillation dans PeakForce Filetant et des résonances non désirées aux remarques de retournement sont évitées. Le fonctionnement général est illustré sur le schéma 1.

Le Schéma 1. Données expérimentales de la force courbe pour un encorbellement actionné dans le Filetage de PeakForce. La manette est pilotée par une onde sinusoïdale et les courbures sont affichées comme force contre le temps et force contre la distance.

La force réglée d'interaction peut être plus bas due à la sensibilité plus élevée de force dans un encorbellement mol. Les tarifs typiques de répétition de 2kHz tiennent compte des vitesses de représentation qui sont comparables au fonctionnement de TappingMode (le schéma 2).

Le Schéma 2. échographie de 2μm d'un échantillon de graphene obtenu en fonctionnement de Filetage de PeakForce. Plusieurs phases mono-atomiques et petites îles peuvent être de manière dégagée recensées.

ScanAsyst

ScanAsyst utilise le mécanisme de Filetage de PeakForce et règle tous les paramètres critiques de représentation. Ceci donne des images de haute qualité sans utilisateur réglant des paramètres de représentation et les interfaces utilisateur problématiques d'AFM. Une surface adjacente de base de SA est affichée sur le schéma 3. L'utilisateur seulement doit sélecter la zone réelle d'échographie. Il y a également une option pour régler la zone d'AutoControl par la personne et pour choisir les paramètres.

Le Schéma 3. Copie d'écran de la surface adjacente de base de SA. Toutes Les configurations de contrôle par retour de l'information et les tarifs d'échographie sont automatiquement prévus par l'AFM.

Les calculs fondamentaux activant SA se produit sur les puces rapides de FPGA mises en application dans des Contrôleurs de Bruker. Le seuil de bruit, le paramètre principal, est automatiquement réglé par l'AFM après qu'il ait rempli un plein cadre pendant que non toutes les échographies exigent le bruit très réduit que Bruker AFMs peut réaliser. En sélectant un seuil discret, l'AFM peut régler le contrôle par retour de l'information et la vitesse de représentation pour obtenir un certain résultat au lieu de manipuler la boucle de contre-réaction. Les données que SA produit même pendant la représentation de première fois est meilleure que pourraient être produites par un expert en matière d'AFM (le schéma 4).

Le Schéma 4. échographie 80nm des réseaux1838 d'alcane de CH obtenus en PFT. La distance inter-lamellaire est seulement 2nm !

La souplesse intrinsèque de SA permet des utilisateurs règlent à entièrement ou partiellement le fonctionnement de PFT. Un exemple d'une interface utilisateur augmentée de SA est affiché sur le schéma 5.

Le Schéma 5. Copie d'écran de la surface adjacente augmentée de SA. Si désirée, SA permet à la souplesse pour que des paramètres soient réglés manuellement.

Pendant la représentation de SA/PFT l'utilisateur peut surveillent continuellement l'intégrité du fonctionnement en regardant le moniteur intrinsèque de force suivant les indications du schéma 6.

Le Schéma piqûre de 6. Temps réels du force-moniteur pendant la représentation avec SA. Ceci permet l'utilisateur surveillent continuellement l'intégrité du procédé de représentation.

Avantages

La question des données de hauteur dans TappingMode est résolue dans PFT, puisqu'elle répond seulement à l'interaction à courte portée pendant que des interactions à longue portée sont ignorées pour le contrôle de hauteur, une clé à la représentation à haute résolution. En réglant chronique les forces à courte portée d'interaction, PFT active le contrôle qualité d'image avec moins artefacts.

Les Fonctionnalités clé PFT sont :

  • Insensibilité aux effets dus à la géométrie résonnante de système (le schéma 7)
  • Inchangé par Q-Facteur d'encorbellement (le schéma 8).
  • Peut être actionné pour les environnements en cours d'évolution.
  • Fonctionné à l'ajustement à frèquence fixe et par conséquent en porte-à-faux inutile.
  • Re-Ajustement non requis même avec la température ou la modification moyenne.
  • Peu Sensible aux changements de la fréquence de résonance de sonde et du Q comme PFT.
  • Forces de Représentation aussi faibles que quelques dizaines de pico-Newtons sont laissées pendant que le logiciel de SA soustrait même les modifications de mouvement propre provoquées par des variations de la température ou de niveau du fluide (le schéma 9). Le fonctionnement de SA aux différentes températures est donné sur le schéma 10.

Le Schéma 7. balayage de ligne 160nm des tranchées escarpées. Le fond plat indique que la sonde a atteint complètement.

Le Schéma 8. échographie de 30μm d'une membrane de Teflon dans PeakForce (quitté) et TappingMode régulier (droit). Les Artefacts visibles dans le fonctionnement de TappingMode ne sont pas présents dans les données de Filetage de PeakForce.

Le Schéma 9. échographie de 1μm d'Origami ADN dans la solution tampon utilisant SA. Les Monocaténaires de l'ADN comportant la structure carrée sont de manière dégagée perceptibles.

Le Schéma 10. images 500nm du CH60122 à la température ambiante et au 70°C.

Les courbures de force sont également à la disposition de l'utilisateur pour extraire l'information particulière matérielle supplémentaire. Bruker utilise la capacité d'obtenir les courbures multiples de force-distance à chaque emplacement d'image en son module de PeakForce QNM. Le Schéma 11 affiche les courbures donnantes droit d'un HSDC de 100ms et d'une courbure sélectée.

Le Schéma 11. Résultat d'un HSDC pendant le procédé de représentation. Les courbures de force qui activent la représentation peuvent être extraites et également être utilisées pour l'analyse approfondie.

Un grand choix de modes, fonctionnement en contact traditionnellement effectué de mode, peuvent grand tirer bénéfice de la combinaison avec PFT. Les modes Électriques tels que la Microscopie ou le Perçage D'un Tunnel (SCM) AFM (THON) de Capacité de Lecture obtiendraient une poussée de performance. Une image de THON obtenue en combinant le SA/PFT est affichée sur le schéma 12.

Le Schéma 12. Image de PFT-TUNA des nanotubes de carbone. La topographie d'Échantillon du côté gauche et la conductivité tracent du côté droit. Accueil d'Échantillon de Prof. la Haye, Rice University.

Conclusions

L'Avantage du Filetage dominé par AFM est le manque de forces transversales inhérentes pour entrer en contact avec la représentation. Mais sa complexité a évité l'automatisation de la phase critique et le réglage de boucle de contre-réaction a gêné l'avancement de Cette note d'AFM prouve que le Filetage de PeakForce produisent des données qui sont égales et meilleures que TappingMode et les données utilisant ScanAsyst est fiable même si obtenu par un utilisateur neuf.

Au Sujet de Bruker

Les Surfaces Nanoes de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par des Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source, visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.

Date Added: May 21, 2012 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:09

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