Certus Optic — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и оптический микроскопы

Certus Optic — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и оптический микроскопы

Certus Optic – сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ), совмещенный с оптическим микроскопом.

В комплексе Certus Optic интегрированы оптический и сканирующий зондовый микроскопы, что позволяет эффективно использовать преимущества этих инструментов и компенсировать их недостатки.

  • Интеграция с исследовательским оптическим микроскопом снимает ограничения сканирующего зондового микроскопа (атомно-силового микроскопа), связанные с трудностью поиска объекта исследования на поверхности образца;
  • Сканирующий зондовый микроскоп позволяет исследовать поверхность объектов за пределами разрешающей способности оптического микроскопа и получать истинно трехмерный рельеф поверхности образцов;
  • Объекты исследования могут находиться в нативном состоянии при исследованиях ниже дифракционного предела.

На основе двух основных типов оптических микроскопов созданы две модели комплекса Cerus Optic. Certus Optic I - модель на основе инвертированного микроскопа (inverted), и комплекс Certus Optic U - модель на основе прямого микроскопа (upright).


Certus Optic I

Certus Optic U

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) Certus Optic I на базе Olympus IX71

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) Certus Optic U на базе Olympus BX51

В состав Certus Optic входят:
сканирующая головка Certus сканирующая головка Certus
устройство позиционирования и сканирования Ratis устройство позиционирования и сканирования Ratis
инвертированный оптический микроскоп прямой оптический микроскоп
устройство позиционирования образца устройство позиционирования образца
- автоматизированная подвижка для объективов
однокоординатная пьезоподвижка для объективов* однокоординатная пьезоподвижка для объективов Vectus
единый СЗМ контроллер EG-3000 единый СЗМ контроллер EG-3000
программное обеспечение NSpec программное обеспечение NSpec
*Опция.

Certus Optic I/U - сканирующий зондовый микроскоп + оптический микроскоп

A - Оптический микроскоп
B - СЗМ Certus
C - Сканирующее основание и подвижка для образца
D - Однокоординатная подвижка для объектива

 

Режимы работы сканирующей головки:

  • сканирующий атомно-силовой микроскоп (АСМ) - в базовой комлектации;
  • сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) - опционально;
  • сканирование датчиком Холла - опционально;
  • метод Кельвина - опционально;
  • другие методики сканирующей зондовой микроскопии - в соответсвии с задачами исследований.

 

Преимущества Certus Optic:

  • cканирующее основание Ratis (XY сканер в базовой комплектации или XYZ сканер в специализированных вариантах) позволяет позиционировать объект исследований с точностью до нескольких долей нанометра;
  • cканирующая головка Certus позволяет установить зонд сканирующего зондового микроскопа точно над выбранным участком;
  • cканирование возможно проводить как сканирующим основанием, так и сканирующей головкой. В общем случае сканирование по XY проводится основанием, а по Z сканирующей головкой;
  • cканирующая головка и основание – плоскопараллельные сканеры, лишенные традиционных искажений изображения при использовании сканера на пьезотрубках;
  • интеграция с оптическими микроскопами позволяет проводить исследования как прозрачных, так и не прозрачных образцов в зависимости от типа установленного микроскопа. В общем случае, инвертированный микроскоп предназначен для исследования прозрачных образцов, а прямой микроскоп для работы с непрозрачными образцами.
  • оптический микроскоп (прямой или инвертированный) позволяет 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 и/или зонда для выделения необходимой области;
  • модульная конфигурация и открытый дизайн, позволяющие интегрировать Certus Optic с другим оптическим и спектральным оборудованием.

Certus Optic – 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.

Сканирование поверхности полимера.

Оптическое изображение.

Объектив 40х

 

Основные идеи, заложенные в Certus Optic:

Certus Optic - основные принципы

 

Вид кантилевера в различные оптические микроскопы. Левое изображение - тень от кантилевера в инвертированный микроскоп, правое изображение - кантилевер в прямой микроскоп.

 

 

Сравнение разрешения атомно-силового микроскопа и оптического микроскопа.

Сравнение разрешения атомносилового микроскопа (20х20 μм, 300х300 точек) и оптического микроскопа (объектив х100). Клетки Neuro-2a на поверхности пленки углеродных нанотрубок, полученных CVD методом на кремниевой подложке. Изображение предоставлено ЦКП "Нанотехнологии в Электронике" МИЭТ. www.nanotube.ru.

 

Держатели зондов. Для кантилевера и tuning fork.

СЗМ Головка поддерживает несколько типов съемных держателей зонда: для стандартных кантилеверов, для зондов туннельной микроскопии, для зондов типа tuning fork с вертикальным или горизонтальным расположением и для других типов. По требованию заказчиков наши инженеры могут разработать крепление практически под любые оригинальные зонды.

Для смены режима работы сканирующего зондового микроскопа достаточно сменить держатель зонда и подключить разъем.

При установке сканирующего зондового микроскопа в инертные боксы, ламинары, чистые зоны рекомендуется использовать несколько держателей с уже установленными зондами. В этом случае через переходные камеры и шлюзы перемещаются только держатели. Непосредственно сам микроскоп перемещать не нужно.

Сканирование поверхности биологического образца.

Оптическое изображение.

Объектив 40х.

Кроме того, отдельные части Certus Optic возможно использовать как самостоятельное исследовательское оборудование. В частности:

  • Ratis – для позиционирования образцов (в плоскости XY) с точностью долей нанометра;
  • Certus (модификация Certus Standard) – как сканирующий зондовый микроскоп для исследования физико-химических свойств поверхности;
  • Оптический микроскоп – для не связанных с СЗМ микроскопических исследований.

При необходимости комплекс Certus Optic поддерживает модернизацию до сканирующего зондово-оптического микроспектрометра Centaur.

Certus Optic является существенной частью любой экспериментальной установки по исследованию TERS/FRET эффектов.


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) 100x100x15 μм
1.1.1.2
Резонансные частоты XY 1 кГц
1.1.1.3
Резонансные частоты Z 7 кГц
1.1.1.4
СЗМ пространственное разрешение (XY, латеральное) <1 нм
1.1.1.5 СЗМ пространственное разрешение (Z, вертикальное) <0.1 нм
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 1 μм
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 100x100 μм
1.2.1.2 Резонансные частоты XY 1 кГц
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 5x5 мм
1.3.2 Реализация системы "грубого" позиционирования Микровинты
1.3.3 Точность позиционирования ~ 5 μм
2 Оптический микроскоп
2.1 Тип, марка и комплектация микроскопа
Опционально, в соответствии с условиями технического задания устанавливается либо прямой, либо инвертированный микроскоп
Certus (СЗМ) drawings Certus Optic (СЗМ) drawings Ratis Drawings

Инсталяция :

Certus Optic U

Нано Скан Технология

доступные инновации