Door AZoNano
Inhoudstafel
Inleiding Het Onttrekken van PeakForce ScanAsyst Voordelen Conclusies Ongeveer Bruker Inleiding
Het Onttrekken van PeakForce (PFT) en ScanAsyst (SA) zijn twee Atoom de weergavetechnieken (AFM) van Microsocope van de Kracht die onlangs door Bruker worden geïntroduceerd die in het kader van bestaande wijzen AFM past. De essentiële stap in AFM is de tijdrovende daadwerkelijke aanpassing van AFM terugkoppelt parameters door de gebruiker. ScanAsyst verstrekt de verenigbare onafhankelijke van deskundig-kwaliteitsresultaten van gebruikerservaring.
Het Onttrekken van PeakForce
PeakForce die, als TappingMode Onttrekt, vermijdt zijkrachten door intermitterende van de steekproef te contacteren. Het verschilt van TappingMode in zoverre dat het op een niet resonerende wijze werkt. De voordelen van contact en weergave TappingMode worden gecombineerd in het oscillerende systeem dat in PeakForce Onttrekt en de ongewenste resonanties op keerpuntpunten worden vermeden. De algemene verrichting is geïllustreerd in figuur 1.
Figuur 1. Experimentele gegevens van krachtkrommen voor een cantilever die in het Onttrekken PeakForce in werking wordt gesteld. De hefboom wordt gedreven door een sinusoïdale golf en de krommen worden getoond als kracht tegenover tijd en kracht tegenover afstand.
De gecontroleerde interactiekracht kan aan de hogere krachtgevoeligheid in een zachte cantilever lager toe te schrijven zijn. Het typische herhalingstarief van 2kHz staat voor weergavesnelheden toe die met verrichting vergelijkbaar zijn TappingMode (figuur 2).
Figuur 2. 2mmaftasten van een steekproef van graphene die in PeakForce wordt verkregen die verrichting Onttrekt. Verscheidene monoatomic stappen en kleine eilanden kunnen duidelijk worden geïdentificeerd.
ScanAsyst
ScanAsyst gebruikt PeakForce Onttrekkend mechanisme en past alle kritieke weergaveparameters aan. Dit geeft de beelden van uitstekende kwaliteit zonder de gebruiker het aanpassen weergaveparameters en het problematische gebruikersinterface AFM. Een basisinterface SA wordt getoond in figuur 3. De gebruiker moet slechts het daadwerkelijke aftastengebied selecteren. Er is ook een optie om het gebied te plaatsen AutoControl door individu en de parameters te kiezen.
Figuur 3. Het Scherm dat van de basisinterface SA is ontsproten. Allen koppelen montages terug en het aftastentarief wordt automatisch berekend door AFM.
De onderliggende berekeningen die SA toelaten gebeurt op de snelle spaanders van FPGA die in controlemechanismen Bruker worden uitgevoerd. De lawaaidrempel, de belangrijkste parameter, wordt automatisch aangepast door AFM nadat het een volledig frame heeft voltooid aangezien niet alle aftasten het ultra-low lawaai vereist dat Bruker AFMs kan bereiken. Door een afzonderlijke drempel te selecteren, kan AFM aanpassen terugkoppelt en de weergavesnelheid om een bepaald resultaat te krijgen in plaats van manipuleren koppelt lijn terug. De gegevens die SA zelfs tijdens eerste keer weergave produceert zijn beter dan door een deskundige AFM (figuur 4) zou kunnen worden geproduceerd.
Figuur 4. 80nm aftasten van alkane1838 van CH kettingen dat in PFT wordt verkregen. De inter-lamellar afstand is slechts 2nm!
De ingebouwde flexibiliteit van SA staat gebruikers aan toe of volledig gedeeltelijk controleert de verrichting PFT. Een voorbeeld van een uitgebreid gebruikersinterface SA wordt getoond in figuur 5.
Figuur 5. Het schot van het Scherm van de uitgebreide interface SA. Indien gewenst, laat SA flexibiliteit voor parameters toe om manueel worden aangepast.
Tijdens weergave SA/PFT kan de gebruiker de integriteit van verrichting constant controleren door de ingebouwde krachtmonitor zoals aangetoond in figuur 6 te bekijken.
Figuur 6. Schot In Real Time van de kracht-monitor tijdens weergave met SA. Dit staat de gebruiker toe om de integriteit van het weergaveproces constant te controleren.
Voordelen
De kwestie van hoogtegegevens in wordt TappingMode opgelost in PFT, aangezien het slechts aan interactie op korte termijn aangezien de lange-afstands interactie voor hoogtecontrole worden genegeerd, een sleutel aan high-resolution weergave antwoordt. Door de interactiekrachten constant te controleren op korte termijn, laat PFT beeldkwaliteitsbeheersing met minder artefacten toe.
De Zeer Belangrijke eigenschappen PFT zijn:
- Ongevoeligheid aan gevolgen toe te schrijven aan resonerende systeemmeetkunde (figuur 7)
- Onaangetast door Q-factor van cantilever (figuur 8).
- Kan voor veranderende milieu's worden gewerkt.
- Gewerkt bij vaste frequentie, vandaar cantilever onnodig stemmen.
- Re-Stemt vereist niet zelfs met temperatuur of middelgrote verandering.
- Ongevoelig aan veranderingen in sonde resonerende frequentie en Q als PFT.
- De krachten van de Weergave zo laag zoals een paar tientallen pico-newtons worden toegestaan aangezien de software SA zelfs de veranderingen aftrekt als achtergrond die door temperatuur of vloeibaar niveauschommelingen worden veroorzaakt (figuur 9). SA de verrichting bij verschillende temperaturen wordt gegeven in figuur 10.
Figuur 7. 160nm linescan van steile geulen. De vlakke bodem wijst erop dat de sonde al manier bereikte.
Figuur 8. 30mmaftasten van een Teflonmembraan in (verlaten) PeakForce en regelmatige (juiste) TappingMode. De Artefacten zichtbaar in verrichting TappingMode zijn niet aanwezig in PeakForce Onttrekkend gegevens.
Figuur 9. 1mmaftasten van DNA van de Origami in bufferoplossing die SA gebruikt. De Enige bundels van DNA die uit de vierkante structuur bestaat zijn duidelijk waarneembaar.
Figuur 10. 500nm beelden van CH60122 bij kamertemperatuur en 70°C.
De krachtkrommen zijn ook beschikbaar aan de gebruiker aan extra materiële uittreksel-specifieke informatie. Bruker gebruikt het vermogen van het verkrijgen van veelvoudige kracht-afstand krommen bij elke beeldplaats in zijn pakket van PeakForce QNM. Figuur 11 toont de resulterende krommen van een HSDC van 100ms en één geselecteerde kromme.
Figuur 11. Resultaat van een HSDC tijdens het weergaveproces. De krachtkrommen die de weergave toelaten kunnen ook voor verdere analyse worden gehaald en worden gebruikt.
Een verscheidenheid van wijzen, die traditioneel in de verrichting van de contactwijze worden uitgevoerd, kunnen zeer van combinatie met PFT profiteren. De Elektro wijzen zoals het Aftasten van de Microscopie van de Capacitieve Weerstand (SCM) of het Een Tunnel Graven AFM (TONIJN) zouden een prestatiesverhoging krijgen. Een beeld van de TONIJN dat door SA/PFT wordt verkregen wordt te combineren getoond in figuur 12.
Figuur 12. Pft-TONIJN beeld van koolstof nanotubes. De topografie van de Steekproef op de linkerzijde en geleidingsvermogenkaart op het recht. De hoffelijkheid van de Steekproef van Prof. Hague, Rice University.
Conclusies
Het Voordeel van AFM het overheerste Onttrekken is het gebrek aan zijkrachten inherent om weergave te contacteren. Maar zijn ingewikkeldheid heeft de automatisering van de kritieke stap verhinderd en koppel lijnaanpassing terug heeft belemmerd de vordering van AFM Deze nota aantoont dat het Onttrekken PeakForce gegevens produceert die en beter gelijk zijn dan TappingMode en de gegevens die ScanAsyst gebruikt zelfs als verkregen door een nieuwe gebruiker betrouwbaar zijn.
Ongeveer Bruker
Nano Bruker verstrekt de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meet, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.
Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en van materialen die door Bruker AXS aangepast worden verstrekt.
Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve Bruker AXS.