Атомно-силовой микроскоп

Компания «Криотрейд инжиниринг» представляет атомно-силовые микроскопы attoAFM I и attoAFM III производства немецкой компании attocube. Исследование образцов методом атомно-силовой микроскопии также реализовано в комбинированных микроскопах attoAFM/STM и attoAFM/CFM.

Атомно-силовой микроскоп предназначен для исследования рельефа поверхности образца. Сам принцип атомно-силовой микроскопии позволяет получить точность, недостижимую традиционными оптическими методами исследования.

Один из самых простых режимов работы АСМ микроскопа – контактный. Тонкая игла, закрепленная на упругой консоли (кантилевере), касается поверхности образца. Для построения изображения образца проводят последовательные линейные сканирования поверхности иглой. Вертикальные отклонения кантилевера, вызванные взаимодействием поверхности образца и иглы, фиксируются с высокой точностью оптическим методом. Другой режим работы атомно-силового микроскопа – бесконтактный. В этом режиме сканирования отклонения кантилевера вызываются дальнодействующими силами, такими как силы Ван-Дер-Ваальса, силы электростатического и магнитного взаимодействия. Возможность регистрации магнитного взаимодействия кантилевера с поверхностью образца впоследствии привело к возникновению отдельного метода сканирующей зондовой микроскопии – магнитно-силовой микроскопии.

Микроскопы attoAFM I и attoAFM III отличаются методом регистрации расстояния от зонда до поверхности образца. В первом случае используется интерферометрический метод регистрации отклонения кантилевера: излучение лазера заводится в одномодовое волокно и направляется на кантилевер. Часть излучения отражается от среза волокна, другая часть, которая вышла из волокна и попала на кантилевер, отражается обратно в волокно. Таким образом, срез волокна и кантилевер формируют резонатор Фабри-Перо. Излучение, выходящее из этого резонатора, направляется по волокну на фотодетектор, который регистрирует изменение интенсивности, таким образом, отслеживая вертикальные перемещения кантилевера. Такой способ регистрации позволяет использовать коммерчески доступные кантилеверы и реализовывать такие методы, как магнитно-силовая микроскопия, электростатическая силовая микроскопия, силовая микроскопия пьезоотклика и др.
attoAFM I attoAFM III
Во втором случае используется другой тип зонда – кварцевый камертонный резонатор. Микроскоп с таким типом зонда работает в бесконтактном режиме, а для регистрации расстояния от зонда до поверхности образца используется неоптический метод. Игла приклеивается на одну из ног осциллирующего в горизонтальном направлении камертона. Изменение амплитуды колебаний за счет взаимодействия иглы с поверхностью образца регистрируется электрической схемой. Неоптический метод регистрации позволяет использовать этот тип зондов для исследования образцов, чувствительных к воздействию света.

Ключевые особенности и преимущества атомно-силовых микроскопов attoAFM I и attoAFM III производства attocube

attoAFM I
attoAFM I
  • Головка attoAFM I+ не требующая юстировки кантилевера
  • Смена зонда менее чем за 2 минуты
  • Сверхкомпактная жесткая МСМ головка
  • Быстросъемный держатель образцов с 8 электрическими контактами
  • Высокочувствительная интерференционная схема регистрации
  • Одновременное сканирование с высоким разрешением в режимах АСМ и МСМ
  • Высокое пространственное разрешение
  • Совместимость с коммерчески доступными зондами
attoAFM III
attoAFM III
  • Сверхкомпактная беспрецедентно стабильная АСМ головка
  • Высокочувствительный кварцевый камертонный резонатор
  • Сверхвысокое разрешение в бесконтактном режиме
  • Высокая добротность для измерений с повышенной чувствительностью
  • Улучшенное соотношение сигнал/шум благодаря низкотемпературному предусилителю
  • Отсутствие необходимости в юстировке оптических элементов  
Возможные опции:
  • Интерферометрические датчики смещения для сканирования образца с обратной связью, обеспечивающие точность позиционирования 1 нм
  • Увеличенный диапазон сканирования 125 мкм при температуре 4К
  • Система позиционирования образца с резистивными энкодерами, позволяющая задавать абсолютные координаты области сканирования в диапазоне 5 х 5 мм с повторяемостью 1 мкм
  • Система визуализации образца, состоящая из оптической схемы, ПЗС-камеры и светодиодной подсветки образца, позволяющая осуществлять визуальный контроль образца и зонда во время сканирования
Основные характеристики:

  attoAFM I attoAFM III
 
Общие характеристики
Тип микроскопа Атомно-силовой микроскоп с оптической интерферометрической схемой регистрации отклонения кантилевера Атомно-силовой микроскоп с кварцевым камертонным резонатором
Совместимость Возможность установки коммерчески доступных зондов (опционально) Возможность установки зондов Akiyama, NaugaNeedles
 
Режимы работы
Режимы сканирования Контактный, бесконтактный, постоянной высоты, постоянной силы Бесконтактный
Стандартные методы Атомно-силовая микроскопия, магнитно-силовая микроскопия Атомно-силовая микроскопия, электростатическая силовая микроскопия, сканирующая затворная микроскопия
Опциональные методы Магнитно-силовая микроскопия, кельвин-зондовая силовая микроскопия, силовая микроскопия пьезоотклика, атомно-силовая микроскопия с проводящим зондом Возможность установки комбинированной головки атомно-силового и сканирующего туннельного микроскопа
Компенсация наклона Компенсация наклона плоскости сканирования по двум осям
 
Разрешение
Измеренное среднеквадратичное отклонение по Z-координате (режим постоянной силы, температура 4К) <0,05 нм для криостатов attoLIQUID, <0,10 нм для криостатов attoDRY. Гарантировано: <0,15 нм  
Плотность шума по Z-координате <3 пм/Гц1/2 <16 пм/Гц1/2
Разрешение по Z-координате 57 пм при температуре 4К и диапазоне сканирования 15 мкм 7,6 пм при температуре 4К и диапазоне сканирования 2 мкм
 
Позиционирование образца
Общий диапазон перемещения 5 х 5 х 5 мм в режиме без обратной связи
Шаг от 0,05 до 3 мкм при температуре 300К,
от 10 до 500 нм при температуре 4К
Диапазон сканирования 50 х 50 х 24 мкм при температуре 300К,
30 х 30 х 15 мкм при температуре 4К
50 х 50 х 4,2 мкм при температуре 300К,
30 х 30 х 2 мкм при температуре 4К
Сканирование в режиме с обратной связью Опционально
 
Условия эксплуатации
Температурный диапазон От 1,5 до 300К. Возможно исполнение для работы при температуре менее 1К
Диапазон значений магнитной индукции От 0 до 15 Т
Среда Теплообменный газ (гелий). Возможно вакуумное исполнение (до 10-6 мбар)
 
Криогенная система
Корпус микроскопа Титановый, диаметр 48 мм
Шахта магнита/криостата Диаметр 2” (50,8 мм)
Совместимые модели криостатов attoDRY1000/1100/2100, attoLIQUID1000/2000/3000/5000

Для уточнения цены и сроков поставки оборудования связывайтесь с техническими специалистами «Криотрейд инжиниринг».