Certus Optic U - совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и прямой оптический микроскопы
Certus Optic U — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и прямой оптический микроскопы
Certus Optic U – сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ), совмещенный с прямым оптическим микроскопом исследовательского класса. Предназначен для исследований методами оптической и атомно-силовой микроскопии.
В состав Certus Optic U входят:
- cканирующая XYZ СЗМ головка Certus для получения АСМ изображений (топографии в общем случае) и/или позиционировния зонда относительно поверхности образца;
- устройство позиционирования и сканирования (XY(Z) пьезостолик) Ratis для позиционирования образца относительно поля зрения микроскопа и/или проведения сканирования образцом;
- прямой оптический микроскоп (Olympus BX 51 в базовой комплектации) для отображения объекта исследований и наведения зонда на объект исследований или позиционирование образца относительно поля зрения микроскопа;
- механическая Z-подвижка для объектива;
- однокоординатная пьезо подвижка для объектива Vectus для дополнительной точности фокусировки, автоматической фокусировки и получения послойных широкопольных 3D изображений;
- устройство позиционирования образца для выбора участка на поверхности или в объеме;
- единый контроллер EG-3000 для управления всеми частями комплекса;
- программное обеспечение NSpec.
Дополнительные опции:
- Флюоресцентный модуль для использования методик флюоресцентной микроскопии;
- Автоматизация позиционирования образцов и сканирующей головки;
- Автоматизация АСМ;
- Жидкостная ячейка для работы в естественной среде с биологическими объектами.
Режимы работы СЗМ модуля:
| Основные методики |
||
| 1 |
Сканирование зондом и сканирование основанием |
|
| 1.1 |
Атомно-силовая микроскопия* |
|
| 1.1.1 |
Контактная атомно-силовая микроскопия (АСМ) |
в базовой комплектации |
| 1.1.2 |
Резонансная полуконтактная (АСМ, "тейпинг") |
в базовой комплектации |
| 1.1.3 |
Резонансная бесконтактная (АСМ) |
в базовой комплектации |
| 1.1.4 |
Отображение фазы |
в базовой комплектации |
| 1.1.5 |
Отображение сил адгезии |
в базовой комплектации |
| 1.1.6 |
Силовая спектроскопия |
в базовой комплектации |
| 1.1.7 | Отображение латеральных сил |
в базовой комплектации |
| 1.2 | Магнитно-силовая микроскопия* |
|
| 1.2.1 | Магнитно-силовая микроскопия |
в базовой комплектации |
| 1.3 | Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)* |
Требуется использование специализорованного держателя зонда |
| 1.3.1 |
Метод постоянного тока |
с испльзованием носика для СТМ |
| 1.3.2 |
Отображение работы выхода |
с испльзованием носика для СТМ |
| 1.3.3 |
Отображение плотности состояний |
с испльзованием носика для СТМ |
| 1.1.2 |
СТМ спектроскопия |
с испльзованием носика для СТМ |
| 1.4 |
Токовая и ёмкостная сканирующая зондовая микроскопия* |
Требуется использование специализированного держателя зонда |
| 1.4.1 |
Сканирующая ёмкостная микроскопия |
с использованием специализированного носика |
| 1.4.2 |
Сканирование зондом Кельвина (метод Кельвина) |
с использованием специализированного носика |
| 1.4.3 |
Электро-силовая микроскопия |
с использованием специализированного носика |
| 1.4.4 |
Отображение сопротивления растекания тока |
|
| 1.5 |
Многопроходные методики* |
Для реализации совмещенных методик |
| 1.5.1 |
Двухпроходные методики (АСМ+МСМ и подобное) |
Реализовано |
| 1.5.2 |
Методы постоянной высоты (АСМ, СТМ и подобное) |
Реализовано |
| 1.6 |
Литография* |
|
| 1.6.1 |
АСМ литография в контактном режиме |
Реализовано |
| 1.6.2 |
АСМ литография в динамическом режиме | Реализовано |
| 1.6.3 |
СТМ литография |
Реализовано |
| 1.6.4 |
Анодно-окислительная литография |
Реализовано |
| 1.7 |
Другие методики* |
Существует несколько десятком специализированных СЗМ методик, требует специализированных держателей зонда |
| 1.8 |
Методики сканирующей ближнепольной микроскопии |
см. Certus NSOM |
| * |
Зонды и держатели зондов |
Многие методики требуют использования специализированных зондов и держателей зондов |
Преимущества Certus Optic U:
- cканирующее основание Ratis (XY(Z) сканер) позволяет позиционировать объект исследований с точностью до нескольких долей нанометра;
- cканирующая XYZ головка Certus позволяет установить зонд сканирующего зондового микроскопа точно над выбранным участком;
- два режима сканирования. Сканирование образцом и сканирование основанием. В общем случае сканирование по XY проводится основанием, а по Z сканирующей головкой (опционально в комплекс устанавливается XYZ сканирующее основание);
- cканирующая головка и основание – плоскопараллельные сканеры, лишенные традиционных искажений изображения при использовании сканера на пьезотрубках;
- механическая подвижка для объектива и пьезоподвижка для точной фокусировки позволяют проводить точную фокусировку;
- возможность получения 3D оптических изображений;
- интеграция с прямым оптическим микроскопом позволяет проводить исследования непрозрачных образцов методиками на отражение света (опционально устанавливается подсветка для прозрачных образцов), использовать необходимые оптические методики исследования для выделения интересных с точки зрения исследователя объектов и наведения на них иглы СЗМ. В качестве оптического микроскопа может выступать продукция Olympus, Nikon и других производителей. Так же возможна интеграция СЗМ с уже имеющимися у исследователя микроскопами;
- подставка снабжена независимыми системами позиционирования образца и головки, что позволяет проводить "грубое" позиционирование образца для выделения необходимой области или позиционирование сканирующей головки для наведения на объект исследования;
- модульная конфигурация и открытый дизайн, позволяющие интегрировать Certus Optic с другим оптическим и спектральным оборудованием.
Режимы работы сканирующей головки:
- сканирующий атомно-силовой микроскоп (АСМ);
- сканирующий туннельный микроскоп (СТМ);
- сканирование датчиком Холла;
- метод Кельвина;
- другие методики сканирующей зондовой микроскопии.
Certus Optic U – незаменимый инструмент для исследования физико-химических свойств поверхности в таких областях, как:
- биология;
- химия;
- физика.
В частности исследование свойств:
- покрытий;
- полимеров (в том числе жидких кристаллов и композитов);
- полупроводников;
- биологических объектов (особенно в совокупности с флуоресцентной микроскопией);
- MEMS и других электронных компонентов.
Дополнительные опции:
- флюоресцентный модуль для методик флюоресцентной микроскопии;
- NSOM модуль для методик сканирующей ближнепольной оптической микроскопии.
| A - Оптический микроскоп |
B - СЗМ Certus |
| C - Сканирующее основание и подвижка для образца |
D - Однокоординатная подвижка для объектива |
Основные параметры базовой конфигурации сканирующего зондового микроскопа Certus Optic:
| Основные параметры | ||
| 1 |
СЗМ |
|
| 1.1 |
СЗМ головка | |
| 1.1.1 |
Встроенный XYZ сканер | |
| 1.1.1.1 |
Поле зрения СЗМ (диапазон сканирования), μм | 100x100x15 |
| 1.1.1.2 |
Резонансные частоты XY, кГц |
1 |
| 1.1.1.3 |
Резонансные частоты Z, кГц | 7 |
| 1.1.1.4 |
СЗМ пространственное разрешение (XY, латеральное), нм |
<1 |
| 1.1.1.5 | СЗМ пространственное разрешение (Z, вертикальное), нм |
<0.1 |
| 1.1.1.6 | Остаточная нелинейность | <0.3% |
| 1.1.2 | Датчики перемещения | |
| 1.1.2.1 | Тип датчиков | Ёмкостные |
| 1.1.2.2 | Принцип измерения | Время-цифровые преобразования |
| 1.1.3 | Система подвода сканирующей головки | |
| 1.1.3.1 | Минимальный шаг, μм | 1 |
| 1.1.3.2 | Реализация системы подвода сканирующей головки | Шаговые двигатели |
| 1.1.3.3 | Число шаговых двигателей | 3 |
| 1.2 | Сканирующее основание | |
| 1.2.1 | Встроенный XY плоско-параллельный сканер | |
| 1.2.1.1 | диапазон сканирования/позиционирования XY(Z), μм | 100x100 (25 для Z- опционально) |
| 1.2.1.2 | Резонансные частоты XY(Z), кГц |
1 (7 - для Z) |
| 1.2.1.3 | Остаточная нелинейность | ≤0.3% |
| 1.2.2 | Датчики перемещения | |
| 1.2.2.1 | Тип датчиков | Ёмкостные |
| 1.2.2.2 | Принцип измерения | Время-цифровые преобразования |
| 1.3 | Позиционирование образца | |
| 1.3.1 | Диапазон "грубого" позиционирования образца, мм | 5x5 |
| 1.3.2 | Реализация системы "грубого" позиционирования | Микровинты |
| 1.3.3 | Точность позиционирования, μм | ~ 5 |
| 2 | Оптический микроскоп | |
| 2.1 | Тип, марка и комплектация микроскопа |
В базовой конфигурации установлен прямой оптический микроскоп Olympus BX 51 |
| 3 | Позиционирование объектива | |
| 3.1 | Грубое позиционирование | |
| 3.1.1 | Реализация системы грубого позиционирования |
Механическая однокоординатная подвижка |
| 3.1.2 | Диапазон |
100 мм |
| 3.1.1 | Автоматизация |
Полное управление с компьютера |
| 3.2 | Точное позиционирование | |
| 3.2.1 | Реализация системы точного позиционирования | Однокоординатная пьезоподвижка |
| 3.2.2 | Диапазон перемещений, μm | 60 |
| 3.2.3 | Резонансная частота, kHz | 0.5 |
| 3.2.4 | Минимальный шаг перемещения, nm | 0.1 |
| 3.2.5 | Максимальное отклонение от нормали на полном ходу | < 0.01° |
| 3.2.6 | Автоматизация |
Полное управление с компьютера с режимом автофокусировки |
