儀器介紹
掃描探針顯微鏡CSPM5500B
國際主流的研究級專業(yè)儀器
■ 國際主流的研究級專業(yè)儀器,集成原子力顯微鏡(AFM),橫向力顯微鏡(LFM),掃描隧道顯微鏡(STM)
■ 分辨率:原子力顯微鏡:橫向0.2nm,垂直0.1nm(以云母晶體標(biāo)定)掃描隧道顯微鏡:橫向0.1nm,垂直0.01nm(以石墨晶體標(biāo)定)
■ 高精度計(jì)量型儀器,采用NanoSensors提供的可溯源于國際計(jì)量權(quán)威機(jī)構(gòu)Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)
■ 掃描隧道顯微鏡包括恒流模式、恒高模式、I-V曲線、I-Z曲線等
■ 原子力顯微鏡具有接觸、輕敲、相移成像 (Phase Imaging) 等多種工作模式和力-距離曲線、振幅-距離曲線、相移-距離曲線等測量分析功能
■ 橫向力顯微鏡具有摩擦力回路曲線、摩擦力載荷曲線、摩擦力恒載荷曲線等多種摩擦學(xué)性能分析測量功能
■ 探頭配備合金密閉蓋,有效將探針-樣品體系與外界環(huán)境隔離,形成一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)環(huán)境,內(nèi)置高精度溫濕度傳感器,探針-樣品體系溫濕度實(shí)時(shí)檢測并直接數(shù)顯,實(shí)現(xiàn)環(huán)境檢測掃描探針顯微鏡功能
■ 探頭密閉蓋預(yù)留大孔徑頂視窗,內(nèi)置亮度連續(xù)可調(diào)的無影光源,便于探針、樣品及掃描過程直接觀察和監(jiān)控;遠(yuǎn)紫外石英玻璃頂視窗,便于樣品的實(shí)時(shí)寬光譜輻射的處理
■ 方便實(shí)用的高性能花崗巖底座懸掛減振系統(tǒng),減振效果優(yōu)于1.5Hz
■ 一鍵式快速全程全自動(dòng)進(jìn)樣,無需手動(dòng)預(yù)調(diào),行程大于30mm,可容納超大樣品
■ 兩級可讀數(shù)樣品調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),可對樣品進(jìn)行精確的檢測區(qū)域定位
■ 一次掃描技術(shù),圖像分辨高達(dá)4096×4096物理象素,微米級掃描即可得到納米級的實(shí)際信息
■ 主控制系統(tǒng)采用TI的DSP+RAM雙核信號處理器,內(nèi)置二代的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)spm/DNA,全數(shù)字控制,系統(tǒng)狀態(tài)、儀器類型、掃描器和探針架參數(shù)智能識別和控制,只需要更換探針架,即可自動(dòng)切換儀器類型和模式
■ 先進(jìn)PID反饋算法實(shí)現(xiàn)快速高精度作用力控制,確保系統(tǒng)在高速掃描中穩(wěn)定成像,實(shí)際掃描速度提升一個(gè)數(shù)量級
■ 多重針尖保護(hù)技術(shù),有效延長探針使用壽命
■ 系統(tǒng)采用10M/100M快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet 10/100)或USB 2.0與計(jì)算機(jī)連接
■ 主控機(jī)箱前面板具有16×4液晶顯示屏,系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示
■ 具備實(shí)時(shí)在線三維圖像顯示功能,便于用戶在檢測過程中隨時(shí)直觀獲得樣品信息
■ 具有簡體、繁體和英文三種語言版本的在線控制軟件和后處理分析軟件,基于新 Windows Vista開發(fā),兼容Windows XP/2000/NT/9X全系列操作系統(tǒng)
■ 具備雙向掃描(Trace-Retrace)、往返掃描、線掃描等多種掃描模式,并具備自動(dòng)更新掃描圖像亮度、對比度功能
■ 環(huán)境溫、濕度和系統(tǒng)參數(shù)與掃描圖像同步保存,圖像、曲線等結(jié)果均具有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能,用戶可取得全部原始數(shù)據(jù)
■ 針尖表征及圖像重建功能(針尖形貌估計(jì)/圖像重建/用已知針尖重建圖像)
產(chǎn)品特點(diǎn)
接觸模式
接觸模式下,微懸臂探針緊壓在樣品表面,檢測時(shí)與樣品保持接觸,作用力(斥力)通過微懸臂的變形進(jìn)行測量。在該模式下,探針和樣品表面相接觸,針尖與樣品局域直接相互作用,實(shí)現(xiàn)技術(shù)相對簡單,分辨率高,但成像時(shí)針尖對樣品的作用力較大,特別是掃描過程中,樣品受到探針因相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的剪切力作用,故一般只適用于表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的樣品。
輕敲模式
輕敲模式下,系統(tǒng)產(chǎn)生一振動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)微懸臂探針,使之處于共振狀態(tài)而上下振蕩。利用該微懸臂探針對樣品表面進(jìn)行掃描,檢測因樣品表面起伏引起的微懸臂振幅的相應(yīng)變化,從而得到樣品的表面形貌。
該模式下,微懸臂處于上下振蕩狀態(tài),掃描成像時(shí)針尖“敲擊”樣品表面,兩者間只有瞬間接觸,能有效克服接觸模式下因針尖的作用力(尤其是橫向力)引起的樣品損傷,適合于柔軟或吸附樣品的檢測。
相移模式
作為輕敲模式的一項(xiàng)重要擴(kuò)展技術(shù),相移模式通過檢測驅(qū)動(dòng)微懸臂探針振動(dòng)的信號源的相位角與微懸臂探針實(shí)際振動(dòng)的相位角之差(即兩者的相移)的變化來成像。
引起相移的因素很多,如樣品的組分、硬度、粘彈性質(zhì)等,此外,當(dāng)樣品表面存在裂道和狹縫,由于其邊緣對振動(dòng)探針產(chǎn)生縱向摩擦,也會引起額外的相移。因此利用相移模式,可以在納米尺度上獲得樣品表面局域性質(zhì)的豐富信息。迄今相移模式已成為原子力顯微鏡的一種重要檢測技術(shù)。
技術(shù)參數(shù)
橫向力/摩擦力顯微鏡(LFM/FFM)
??????? 橫向力/摩擦力顯微鏡(LFM/FFM)的工作原理與接觸模式的原子力顯微鏡相似。
??????? 針尖壓在樣品表面掃描時(shí),與掃描方向相反的橫向力使微懸臂探針左右扭曲。通過檢測這種扭曲,可獲得樣品在納米尺度局域上與探針的橫向作用力分布圖。
??????? 影響橫向力的因素很多,主要包括摩擦力、臺階扭動(dòng)、粘性等,故利用橫向力顯微鏡可得到許多樣品表面的有用信息,主要用于樣品納米級摩擦系數(shù)的間接測量、表面裂縫及粘滯性分析等。
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