ScanAsyst および PeakForce 叩く高度の原子力の顕微鏡検査 AFM の映像技術の利点

AZoNano 著

目録

導入
PeakForce の叩くこと
ScanAsyst
利点
結論
Bruker について

導入

PeakForce の (PFT) 叩くことおよび ScanAsyst は (SA)最近ある AFM のモード (AFM)のフレームワークに合う Bruker によってもたらされる 2 つの原子力の Microsocope の映像技術です。 AFM の重要な一歩はユーザーによって AFM のフィードバックパラメータの時間のかかる実際の調節行います。 ScanAsyst はユーザーの経験の一貫した専門家品質の結果の独立を提供します。

PeakForce の叩くこと

、 TappingMode のように叩く PeakForce はサンプルの断続的な連絡によって側面力を避けます。 それは TappingMode と非共振のモードで動作すること異なります。 接触および TappingMode イメージ投射の利点は叩く PeakForce の振動システムで結合され、所要ポイントの不必要な共鳴は避けます。 汎用操作は図 1. で説明されます。

図 1. 力の実験データは PeakForce の叩くことで作動する片持梁のために曲がります。 レバーは正弦波によって運転され、カーブは力対時間および力として対間隔表示されます。

制御された相互作用力は柔らかい片持梁のより高い力の感度がより低く原因である場合もあります。 2kHz の典型的な繰返しのレートは TappingMode 操作 (図 2) と対等であるイメージ投射速度を可能にします。

図 2. PeakForce の叩く操作で得られる graphene のサンプルの 2μm スキャン。 複数の monoatomic ステップおよび小さい島ははっきり識別することができます。

ScanAsyst

ScanAsyst は PeakForce の叩くメカニズムを使用し、すべての重大なイメージ投射パラメータを調節します。 これはイメージ投射パラメータおよび問題となる AFM のユーザー・インターフェースを調節しているユーザーなしで良質の画像を与えます。 基本的な SA インターフェイスは図 3. で示されています。 ユーザーは実際のスキャン領域しか選ばなければなりません。 また AutoControl フィールドを個人によってセットし、パラメータを選択するオプションがあります。

図 3. 基本的な SA インターフェイスのスクリーンショット。 すべてのフィードバックの設定およびスキャンレートは AFM によって自動的に計算されます。

SA を可能にする根本的な計算は Bruker のコントローラで実行される速い FPGA チップで起こります。 すべてのスキャンが Bruker 達成 AFMs ができる超低い騒音を必要としないと同時に完全なフレームを完了した後騒音のしきい値、主パラメータは AFM によって、自動的に調節されます。 離散しきい値の選択によって、 AFM はフィードバックおよびフィードバックループを処理するかわりにある特定の結果を得るためにイメージ投射速度を調節できます。 SA が初めてイメージ投射の間によい作り出すことデータは AFM の専門家 (図 4) によってより作り出すことができる。

PFT で得られる CH のアルカン鎖1838図 4. 80nm スキャン。 相互薄板の間隔は 2nm だけです!

SA の組み込みの柔軟性は十分ににユーザーをまたは部分的に制御します PFT 操作を可能にします。 拡大された SA のユーザー・インターフェースの例は図 5. で示されています。

図 5. 拡大された SA インターフェイスのスクリーンショット。 必要であれば、 SA はパラメータのための柔軟性が手動で調節されるようにします。

SA/PFT イメージ投射の間にユーザーは図 6. に示すように組み込み力のモニタを見ることによって絶えず監視します操作の保全をできます。

図 6. のリアルタイムは SA とのイメージ投射の間に力モニタの撃ちました。 これはユーザーを絶えず監視しますイメージ投射プロセスの保全を可能にします。

利点

TappingMode の高さデータの問題は PFT で長距離相互作用が高さ制御のために無視されると同時に短距離相互作用、高解像イメージ投射へのキーにだけ答えるので、解決されます。 一貫して短距離相互作用力を制御することによって、 PFT は少数の人工物との画像の品質管理を可能にします。

主要特点 PFT は次のとおりです:

  • 共鳴システム幾何学 (図 7) による効果への無感応
  • 片持梁 (図 8) の Q 要因によって変化しない。
  • 変更はのために環境作動させることができます。
  • 固定頻度で作動させる、それ故に不必要な片持梁調整。
  • 温度か中型の変更と必要な再調整。
  • PFT としてプローブの共振周波数および Q の変更に無感覚。
  • SA のソフトウェアが温度またはフルードレベルの変動 (図 9) によって引き起こされる背景の変更を引くと同時に pico ニュートンがの少数の 10 が割り当てられると低いイメージ投射力。 異なった温度の SA 操作は図 10. に示されています。

急な堀の図 7. 160nm linescan。 平底はプローブがずっと達したことを示します。

図 8. PeakForce (去る) および規則的な TappingMode のテフロン膜の 30μm スキャン (右の)。 TappingMode 操作で目に見える人工物は PeakForce 叩くデータにありません。

図 9. SA を使用して緩衝液の Origami DNA の 1μm スキャン。 正方形の構造から成り立つ DNA の単一繊維ははっきり認識できます。

室温および 70°C. の CH の60122 図 10. 500nm 画像。

力のカーブは追加物質的な特定の情報を得てユーザーにまた使用できます。 Bruker は PeakForce QNM のパッケージで各画像の位置で多重力間隔のカーブを得る機能を使用します。 図 11 は 100ms および 1 つの指定カーブの HSDC からの生じるカーブを示します。

イメージ投射プロセスの間の HSDC の図 11. 結果。 イメージ投射を可能にする力のカーブはまたそれ以上の分析に得られ、使用することができます。

従来遂行される接触モード操作のいろいろなモードは、 PFT との組合せから、非常に寄与できます。 スキャンキャパシタンス顕微鏡検査または AFM ( (SCM)マグロ) のような電気モードはトンネルを掘ることパフォーマンス倍力を得ます。 SA/PFT の結合によって得られるマグロの画像は図 12 で示されています。

図 12。 カーボン nanotubes の PFT-TUNA の画像。 権利の左および伝導性のマップの地形を見本抽出して下さい。 教授の Hague のライス大学礼儀を見本抽出して下さい。

結論

AFM によって支配される叩く利点はイメージ投射に連絡する固有側面力の欠乏です。 しかし複雑さはクリティカルステップのオートメーションを防ぎ、 PeakForce の叩くことが新しいユーザーによって得られて ScanAsyst を使用して TappingMode そしてデータが信頼できるよりよい等しく、データを生成することをフィードバックループの調節は AFM のこのノートの進歩を示します妨げました。

Bruker について

Bruker の Nano 表面は強いデザインおよび使い易さのための他の商用化されたシステムから際立っている原子力の顕微鏡/スキャンのプローブの顕微鏡 (AFM/SPM) の製品を提供します、間高リゾリューションを維持する。 すべての私達の器械の部品である NANOS 測定ヘッドはこと標準研究の顕微鏡の目的より大きくないセットアップコンパクトをそう作る片持梁偏向を測定するための一義的な光ファイバーの干渉計を用います。

この情報は Bruker の Nano 表面によって提供される材料から供給され、見直され、そして適応させて。

このソースのより多くの情報のために、 Bruker の Nano 表面を訪問して下さい

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

Last Update: 23. January 2014 11:15

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