SPECTRA Full - ЭМТИОН АСМ/Раман, SPECTRA, AFM, SPM
SPECTRA Full

NT-MDT

Глубокая интеграция АСМ/Раман - эффективный оптический доступ к кантилеверу сверху/снизу/сбоку.

Описание SPECTRA Full

SPECTRA – это уникальная интеграция атомно-силового микроскопа с конфокальной Рамановской спектроскопией (АСМ/Раман).

 

С 1998 г. компания компания NT-MDT первой в мире представила серийно изготовляемую комбинацию АСМ и Раман, успешно интегрировав АСМ с методами оптической микроскопии и спектроскопии. В приборе поддерживаются более 30  АСМ методик, включая нерезонансную методику HybriD 3.0. Одновременное получение АСМ и рамановских изображений с той же области образца предоставляет комплементарную информацию о физических свойствах (АСМ) и химическом составе (Раман) образца. Возможность контроля поляризации и работы в ближнеполных методиках позволяет изучать плазмонные структуры.

 

Благодаря зондово усиленному рамановскому рассеянию (Tip Enhanced Raman Scattering, TERS) SPECTRA позволяет проводить спектроскопию/микроскопию с нанометровым пространственным разрешением. В TERS используются специальные кантилеверы, покрытые серебром или золотом, для локализации и усиления излучения в области острия кантилевера. Такие кантилеверы действуют как “наноусилители”, предоставляя возможность получения оптического изображения с пространственным оптическим разрешением выше дифракционного предела (до ~15 нм).

 

Схема зондово-усиленного Рамана — TERS (а), усиление Рамановского сигнала зондом (б), Рамановскоое изображение (в) и TERS изображение (г).

 

 

Флуоресценция отдельных NV-дефектов в одиночных детонационных наноалмазах

 

 

Таким образом, разрешение по плоскости при картировании АСМ/Раман не ограничено дифракционным пределом и может достигать значений меньше, чем 15 нм. Даже одиночные молекулы могут быть обнаружены и идентифицированы в соответствии с их спектром.

 

 

Гибкая схема оптического доступа к кантилеверу для АСМ/Раман/TERS/СБОМ экспериментов

 

Уникальная конфигурация для одновременного АСМ-Раман-TERS и СБОМ картирования непрозрачных образцов.
Оптимизированная конфигурация для одновременного АСМ-Раман-TERS и СБОМ картирования прозрачных образцов (клетки, пленки, наночастицы)
Конфигурация для засветки образца сбоку, в том числе для реализации TERS измерений на непрозрачных образцах
Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (СБОМ) с использованием кварцевого оптоволокна в качестве зонда
Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (СБОМ) с использованием кремниевого кантилевера в качестве зонда

Одновременные исследования методами АСМ/Раман.

 

SPECTRA поддерживает большинство существующих на сегодняшний день АСМ методов (более 30), позволяющих проводить исследования с нанометровым разрешением. Таким образом, использование SPECTRA позволяет получить информацию о многочисленных поверхностных свойствах образца. Оператору доступна информация о рельефе, намагниченности, электрическом потенциале, работе выхода, силе трения, пьезоотклике, упругости, емкости, току растекания и многие другие.

 

Возможность одновременного АСМ/Раман исследования одного и того же участка образца открывает новые возможности. В частности, позволяет получить данные о химическом составе, кристаллической структуре, присутствии примесей и дефектов, формы макромолекул и пр.. Полный рамановский спектр регистрируется в каждой точке исследуемого образца одновременно с получением АСМ изображения. Благодаря высокому качеству оптической системы двух- и трехмерные распределения спектральных характеристик образца могут быть изучены с пространственным разрешением, близким к теоретическому пределу.

 

Получение информации об одной и той же области образца методами АСМ и Рамановской микроскопии

 

 

Изучение поверхностных плазмонных эффектов

 

 

АСМ/СТМ: интеграция с оптической спектроскопией*

  • Upright и Inverted оптические АСМ конфигурации (оптимизированные для непрозрачных и прозрачных образцов соответственно);
  • Возможность боковой засветки
  • Максимально возможное значение числовых апертур оптики используемой одновременно с АСМ: 0.7 NA для Upright, 1.3–1.4 NA для Inverted
  • АСМ/СТМ и конфокальная рамановская/флуоресцентная микроскопия и спектроскопия
  • Поддерживаются все стандартные СЗМ методики (более 30) — в комбинации с конфокальной рамановской/флуоресцентной микроскопией и спектроскопией
  • Низкий шум при АСМ/СТМ измерениях (атомарное разрешение)
  • Вибрационные и термо дрейфы минимизированы за счет специальной конструкции и материалов используемых в АСМ оптической головке
  • Поддержка постоянного фокуса: образец всегда находится в фокусе при помощи АСМ-обратной связи по Z; возможность получения высококачественного конфокального изображения неровных и/или наклонных образцов
  • АСМ/Раман измерения могут выполнятся в воздухе, в контролируемой атмосфере и в жидкости — во всех случаях возможен контроль температуры

Конфокальная Рамановская/Флуоресцентная микроскопия*

  • Конфокальная рамановская/флуоресцентная/релеевская микроскопия одновременно с АСМ
  • Предел оптического разрешения: 200 нм XY, 500 нм Z (с иммерсионным объективом)
  • Конфокальная схема; программный контроль конфокального пинхола (щели) для оптимального сигнала и конфокальности
  • Моторизованный расширитель лазерного пучка/коллиматор: позволяет осуществлять индивидуальные настройки формирования луча для различных лазеров и объективов
  • 3D (XYZ) конфокальное сканирование и мощный программный пакет обработки изображений
  • Гиперспектральное картирование (запись полного рамановского спектра в каждой точке 1D, 2D или 3D конфокального скана) с последующим программным анализом
  • Оптическая литография (векторная, растровая)

 

Сканирующая ближнепольная микроскопия (СБОМ)*

  • Поддерживаются две основные СБОМ методики: на основе использования кварцевого оптоволокна и на основе апертурного кремниевого кантилевера
  • Поддерживаются режимы: Пропускание, Отражение, Сбор
  • Детектируются СБОМ сигналы: интенсивность излучения, флуоресценция, спектроскопия
  • СБОМ литография (векторная и растровая)

 

Спектроскопия*

  • Высокоэффективный спектрометр с фокусным расстоянием 520мм и 4 моторизованными решетками
  • Видимый, УФ и ИК спектральные диапазоны
  • Решетка Эшелле для свервысокого спектрального разрешения: 0.007 нм (< 0.1 1/см)
  • До 3 различных детектеров могут быть установлены единовременно
  • Охлаждаемая до -100 ºC ПЗС камера. EMCCD камера доступна опционально — для ультрабыстрых процессов
  • ФЭУ или лавинный фотодиод доступны в качестве детектеров
  • Моторизованный поляризатор в каналах возбуждения и детектирования
  • Полностью автоматическое-моторизованное переключение между лазерами, включая перестройку всего спектрометра (решеток, фильтров, системы формирования и регистрации излучения)

 

Зондово-усиленная рамановская микроскопия (TERS, S-SNOM, SNIM, TEFS, STM-LE etc.)

  • Поддержка всех существующих TERS геометрий: засветка/сбор снизу, сверху и сбоку
  • Различные АСМ режимы и TERS зонды могут быть использованы: СТМ, АСМ кантилеверы, оптоволоконные зонды
  • Dual scan (для режима Hot Point картирование TERS): сканирование образцом и сканирование зондом / лазером
  • Моторизованный поляризатор для получения оптимальной поляризации света для TERS

 

Программное обеспечение

  • Программная интеграция АСМ и РАман измерений; все АСМ/Раман/СБОМ эксперименты и последующий анализ изображений выполняются в едином программном обеспечении
  • Мощная математическая программная обработка 1D, 2D и 3D гиперспектральных изображений
  • Выгрузка данных в удобном формате (Excel, MatLab, Cytospec etc.)

 

 

* Некоторые режимы измерений являются опциональными и могут быть не включены в базовую конфигурацию

 

 

Примеры применения: Физика, Химия и Материаловедение

Общая физика, физика твердого тела
  • Изучение поверхности объектов со сверхвысоким разрешением
  • Изучение распределения напряжений, дислокаций
  • Исследование углеродных наноматериалов (структура, электрические, микромеханические и другие свойства)
  • Обнаружение микропримесей веществ
  • Изучение распределения на поверхности потенциала, электропроводимости, теплопроводимости и др
  • Магнетизм, визуализация магнитных доменов

и др.

Минералогия
  • Драгоценные камни и материалы
  • Контроль качества роста
Кристаллография
  • Исследование дефектов и нарушения структуры в кристаллах
  • Контроль кристаллографических поверхностей
Кинетика
  • Исследование термической зависимости
  • Исследование фазовых состояний вещества
Фармацевтика
  • Контроль производства таблетированных форм и кремов
  • Исследование взаимодействия
Электрохимия
  • Изучение динамики поверхностных процессов
  • Контроль за осаждением на поверхность и окислением поверхностей
  • Визуализация адсорбированных молекул и разного рода осадков
Экология и промышленная безопасность
  • Изучение химических примесей
  • Изучение изношенности конструкционных материалов
Другие области
  • Технический контроль в производстве
  • Определение отдельных химических связей и групп в молекулах
  • Исследование внутри и межмолекулярных связей
  • Криминалистика
  • Таможенная экспертиза
  • Наноманипуляции
Конфокальная микроскопия
Лазерный модуль
Длина волны*
350 нм — 800 нм
— Система ввода
X-Y-Z позиционер,
точность позиционирования 1 мкм
Держатель волокна с V-канавкой
40X объектив ввода
Волоконная Система Доставки  KineFlex
Аттенюатор
VND фильтр
Оптический модуль
Инвертированный микроскоп
Корпус с оптикой (390-800 нм)
Поляризатор в канале облучения с призмой Glan-Taylor 390-1000 нм – ручной
Поляризатор в канале регистрации спризмой Glan-Taylor 390-1000 нм – моторизованный
1/2 волновая пластинка, моторизованная – 3 положения
Расщепитель луча
60x TIRF объектив, NA 1,45**
Evanescent excitation option (для TERS)
Модуль сканирования
Вес образца
До 1000 г
Область сканирования
100x100x25 мкм
Сканирование с замкнутой обратной связью
Емкостные датчики по X, Y, Z
Нелинейность, XY
0.03 % (типично)
Уровень шума, Z
<0.2 нм (типично)
Уровень шума, XY
<0.5 нм (типично)
Диафрагма
Изменяемая от 0 до 1 мм, с шагом 1 мкм
Спектроскопия
Спектрометрическая фокальная длина
520 мм
Отсечка рассеянного излучения
10-5 измеренная на 20 нм от 632 нм лазерной линии
Контроль щели
0–1 мм, размер шага 1 мкм, полностью автоматический
Плоское поле
28 мм x 10 мм
Спектральное разрешение
0.025 нм (1200 l/мм сетка*)
Порты
1 вход, 2 выхода
Держатель решеток
4-позиционная турель
Детекторы
ПЗС
Спектральная чувствительность 200–1000 нм, термоэлектрическое охлаждение до –80°C, 95 % величина эффективности до 500 нм
ЛФД для счета фотонов**
Спектральная чувствительность 400–1000 нм, темновой поток = 25 фотонов/сек, поставляется с PCI платой со скоростью отсчета 1 ГГц

 

Может быть полезно:

BL422

Модуль цифровой электроники нового поколения для АСМ серии NTEGRA. […]

Запрос цены Подробнее
EXT SNA

Оптическая измерительная головка нового поколения для АСМ серии NTEGRA. […]

Запрос цены Подробнее
Оптические столы

Компания DAEIL Systems занимается изготовлением оптических столов с 1993 […]

Запрос цены Подробнее

Описание методик

Магнитно-силовая Микроскопия (МСМ)

Магнитно-силовая Микроскопия (МСМ) [1, 2] является эффективным средством исследований […]


Микроскопия пьезоотклика (АСМ)

Основная идея Силовой Микроскопии Пьезоотклика заключается в локальном воздействии […]


Амплитудно-модуляционная АСМ

Использование колеблющегося кантилевера в Сканирующей Зондовой Микроскопии впервые было предложено Биннигом [1]. […]


Метод отображения Фазы АСМ

Использование колеблющегося кантилевера в Атомно-силовой микроскопии впервые было предложено […]


Научные результаты на обору­довании

Магнитооптические, структурные и поверхностные свойства (Bi, Ga)-замещенных DyIG пленок, полученных реактивно-ионным распылением.

Зависимости магнитооптических, структурных и морфологических свойств наноразмерных (Bi, Ga) […]


Микрораман. Измерение механического напряжения в кремнии

  Механическое напряжение может оказывать прямое или косвенное влияние […]


Автоматический поиск тонкодисперсных золотых фаз в слабо минерализованных горных породах с помощью СЭМ TESCAN с системой микроанализа AZtec Automated

При исследовании слабо минерализованных горных пород и выявлении особенностей […]


Исследование микроструктуры аустенитной нержавеющей стали с помощью детектора прошедших электронов TESCAN

Основными преимуществами сталей аустенитного класса являются их высокие служебные […]


Оставьте заявку

И мы ответим на интересующие Вас вопросы