Vantaggi delle Tecniche di Rappresentazione Atomiche Avanzate di Spillatura del AFM di Microscopia della Forza di PeakForce e di ScanAsyst

Da AZoNano

Indice

Introduzione
Spillatura di PeakForce
ScanAsyst
Vantaggi
Conclusioni
Circa Bruker

Introduzione

La Spillatura di PeakForce (PFT) e ScanAsyst (SA) sono due tecniche di rappresentazione Atomiche (AFM) di Microsocope della Forza recentemente introdotte da Bruker che inserisce nella struttura dei modi esistenti del AFM. Il punto cruciale in AFM è l'adeguamento reale che richiede tempo dei parametri di feedback del AFM dall'utente. ScanAsyst fornisce i risultati coerenti di esperto-qualità indipendenti da esperienza utente.

Spillatura di PeakForce

PeakForce che Spilla, come TappingMode, evita le forze laterali dal contatto intermittente del campione. Differisce da TappingMode in quanto funziona in un modo non sonoro. I vantaggi del contatto e della rappresentazione di TappingMode si combinano nel sistema d'oscillazione in PeakForce che Spilla e le risonanze indesiderate ai punti di ritorno sono evitate. L'operazione generale è illustrata nella figura 1.

La Figura 1. dati Sperimentali di forza curva per una trave a mensola di gestione nella Spillatura di PeakForce. La leva è guidata da un'onda sinusoidale e le curve video come forza contro tempo e forza contro la distanza.

La forza controllata di interazione può essere più in basso dovuto il più alta sensibilità della forza in una trave a mensola molle. La tariffa tipica di ripetizione di 2kHz tiene conto le velocità della rappresentazione che sono comparabili all'operazione di TappingMode (figura 2).

Figura 2. scansione di 2μm di un campione di graphene ottenuto in operazione di Spillatura di PeakForce. Parecchi punti monoatomici e piccole isole possono essere identificati chiaramente.

ScanAsyst

ScanAsyst usa il meccanismo di Spillatura di PeakForce e regola tutti i parametri critici della rappresentazione. Ciò dà le immagini di alta qualità senza l'utente che regola i parametri della rappresentazione e le interfacce utente problematiche del AFM. Un'interfaccia di base del SA è indicata nella figura 3. L'utente deve selezionare soltanto l'area reale di scansione. C'è egualmente un'opzione per impostare il campo di AutoControl dalla persona e per scegliere i parametri.

Figura 3. scatto dello Schermo dell'interfaccia di base del SA. Tutte Le impostazioni di feedback e la tariffa di scansione sono calcolate automaticamente dal AFM.

I calcoli di fondo che permettono al SA accade sui chip veloci di FPGA applicati nei regolatori di Bruker. La soglia di disturbo, il parametro chiave, è automaticamente regolato dal AFM dopo che ha completato un fotogramma completo mentre non tutte le scansioni richiedono il disturbo ultra-basso che Bruker AFMs può raggiungere. Selezionando una soglia discreta, il AFM può regolare il feedback e la velocità della rappresentazione per ottenere un determinato risultato invece di manipolazione del ciclo di feedback. I dati che il SA produce persino durante la rappresentazione di prima volta è migliore di potrebbero essere redatti da un esperto nel AFM (figura 4).

Figura 4. scansione 80nm delle catene1838 dell'alcano di CH ottenute in PFT. La distanza inter lamellare è soltanto 2nm!

La flessibilità incorporata del SA permette gli utenti a completamente o parzialmente gestisce l'operazione di PFT. Un esempio di un'interfaccia utente ampliata del SA è indicato nella figura 5.

Figura 5. scatto dello Schermo dell'interfaccia ampliata del SA. Se desiderato, il SA permette manualmente la flessibilità affinchè i parametri sia regolato.

Durante la rappresentazione di SA/PFT l'utente può costantemente riflette l'integrità dell'operazione esaminando il video incorporato della forza secondo le indicazioni di figura 6.

Figura scatto di Tempo Reale di 6. del forza-video durante la rappresentazione con il SA. Ciò permette l'utente costantemente riflette l'integrità del trattamento della rappresentazione.

Vantaggi

L'emissione dei dati di altezza in TappingMode è risolta in PFT, poiché risponde soltanto ad interazione a corta portata poichè le interazioni a lungo raggio sono trascurate per controllo di altezza, un tasto alla rappresentazione ad alta definizione. Coerente gestendo le forze a corta portata di interazione, PFT permette al controllo di qualità di immagine con meno artefatti.

Le caratteristiche fondamentali PFT sono:

  • Insensibilità agli effetti dovuto la geometria sonora del sistema (figura 7)
  • Inalterato dal Q-Fattore della trave a mensola (figura 8).
  • Può essere gestito per in corso d'evoluzione.
  • Funzionato alla sintonizzazione a frequenza fissa e quindi a mensola inutile.
  • Ri-Sintonizzazione non richiesta anche con la temperatura o il cambiamento medio.
  • Insensibile ai cambiamenti nella frequenza di risonanza della sonda e nella Q come PFT.
  • Forze di Rappresentazione basse come alcuni dieci dei pico-Newton si concedono mentre il software del SA sottrae anche i cambiamenti di sfondo causati dalle fluttuazioni del livello del fluido o della temperatura (figura 9). L'operazione del SA alle temperature differenti si arrende figura 10.

Figura 7. linescan 160nm delle fosse ripide. Il fondo piatto indica che la sonda ha raggiunto tutto il modo.

Figura 8. scansione di 30μm di una membrana del Teflon in PeakForce (lasciato) e in TappingMode (destra) regolare. I Artefatti visibili nell'operazione di TappingMode non sono assenti nei dati di Spillatura di PeakForce.

Figura 9. scansione di 1μm del DNA di Origami nella soluzione tampone facendo uso del SA. I Singoli fili di DNA che comprendono la struttura quadrata sono chiaramente distinguibili.

Figura 10. immagini 500nm del CH60122 alla temperatura ambiente e a 70°C.

Le curve della forza sono egualmente a disposizione all'utente per estrarre le informazioni specifiche materiali supplementari. Bruker utilizza la capacità di ottenere le curve multiple di forza-distanza ad ogni posizione di immagine nel suo pacchetto di PeakForce QNM. Figura 11 mostra le curve risultanti da un HSDC di 100ms e di una curva selezionata.

Figura 11. Risultato di un HSDC durante il trattamento di rappresentazione. Le curve della forza che permettono alla rappresentazione possono essere estratte ed anche essere usate per ulteriore analisi.

Vari modi, effettuati tradizionalmente nell'operazione del modo di contatto, possono notevolmente trarre giovamento dalla combinazione con PFT. I modi Elettrici come Microscopia di Capacità di Scansione (SCM) o Traforo il AFM (SGOMBRO) otterrebbero una spinta della prestazione. Un'immagine dello SGOMBRO ottenuta combinando il SA/PFT è indicata nella figura 12.

Figura 12. Immagine di PFT-TUNA dei nanotubes del carbonio. Campioni la topografia a sinistra la mappa della conducibilità ed a destra. Campioni la cortesia di Prof. Aia, Rice University.

Conclusioni

Il Vantaggio della Spillatura dominata AFM è la mancanza di forze laterali inerenti per contattare la rappresentazione. Ma la sua complessità ha impedito l'automazione della tappa critica e l'adeguamento del ciclo di feedback ha ostacolato l'avanzamento di Questa nota del AFM indica che la Spillatura di PeakForce genera i dati che sono uguali e migliori di TappingMode ed i dati facendo uso di ScanAsyst è affidabili anche se verificato da un nuovo utente.

Circa Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente, visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:14

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