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 Раман спектроскопией (АСМ/Раман). Благодаря эффекту зондово-усиленной рамановской спектроскопии (TERS) позволяет получать изображения с оптическим разрешением до 50 нм. Компания NT-MDT BV мировой лидер по производству и поставкам систем комбинации АСМ и Раман.

 

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 предоставляет полную информацию о многочисленных поверхностных свойствах образцов. Поэтому 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 и ее ориентации, присутствии примесей и дефектов, формы макромолекул и пр.. Полный раман 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.

 

 

 

Спектроскопия на молекулярном уровне.

 

Основными проблемами при проведении исследований с помощью  раман микроскопии являются малая величина раман сигнала и дифракционный предел пространственного разрешения. Раман сигнал, как правило, составляет 1/1000000 интенсивности сигнала флуоресценции. При использовании видимого света разрешение в классической конфокальной микроскопии не превышает 300 нм.

 

Интенсивность электромагнитного поля (света) может быть значительно увеличена вблизи наноразмерных металлических выступов («наноантенн»). Что в свою очередь приводит к соответствующему усилению раман сигнала от объектов в радиусе ~15 нм от кончика наноантенны. Этот эффект получил название зондово усиленного рамана. Именно на его основе разработаны методы поверхностно-усиленной раман спектроскопии (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) и зондово-усиленной раман спектроскопии (Tip-Enhanced Raman Spectroscopy, TERS).

 

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.

 

Методики:

  • Более 30 АСМ методов для измерения рельефа поверхности, механических, электрических, магнитных свойств образца, проведения наноманипуляций и пр.
  • Оптическая микроскопия и конфокальная лазерная (Рэлеевская) микроскопия
  • Конфокальная Раман микроскопия
  • Конфокальный флуоресцентный анализ: изображение и спектроскопия
  • Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (СБОМ), в том числе безапертурная
  • Зондово-усиленная Раман / флуоресцентная спектроскопия (TERS, TEFS)
Контролируемые условия измерений:

  • Температура образца
  • Влажность
  • Газовый состав
  • Измерения в жидкости
  • Внешнее магнитное поле
  • Использование электрохимической ячейки

 

ОСОБЕННОСТИ:

  • Острие АСМ зонда и фокус лазерного пучка могут быть спозиционированы друг относительно друга с высокой точностью (необходимо для получения максимального эффекта TERS)
  • При  использовании оптической схемы «на просвет» высокотемпературный объектив жестко встроен в основание АСМ. Это обеспечивает долговременную стабильность системы, необходимую для работы со слабыми сигналами
  • Часть отраженного излучения используется для построения конфокального лазерного отражения
  • Низкошумящая CCD камера с охлаждением до -70°C (квантовая эффективность до 90%) служит высокочувствительным детектором
  • В качестве альтернативного детектора можно использовать лавинный фотодиод
  • Гибкий выбор поляризационных устройств
  • Все компоненты системы (АСМ, оптические и механические устройства) интегрированы с помощью единого программного обеспечения.
  • Большинство ключевых узлов и устройств системы (лазеры, решетки, диафрагмы, поляризаторы и т.д.) можно выбирать и / или настраивать прямо из программы
  • Три разных схемы для работы с TERS

 

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

 

Доступные методики:

  • Confocal Raman/Fluorescence microscopy
  • AFM/STM: Integration with spectroscopy
  • Software
  • Spectroscopy
  • Scanning Near Field Optical Microscopy (SNOM)
  • Optimized for Tip Enhanced Raman Scattering (TERS) and other tip-related optical techniques
  • (S-SNOM, SNIM, TEFS, STM-LE etc.
  • Confocal Raman/Fluorescence/Rayleigh imaging runs simultaneously with AFM (during one sample scan)
  • Diffraction limited spatial resolution: 200 nm in XY, 500 nm in Z (with immersion objective)
  • True confocality; push button from software to control the motorized confocal pinhole for optimal signal and confocality
  • Motorized variable beam expander/collimator: adjusts diameter and collimation of the laser beam individually for each laser and each objective used
  • Full 3D (XYZ) confocal imaging with powerful image analysis
  • Hyperspectral imaging (recording complete Raman spectrum in every point of 1D, 2D or 3D confocal scan) with further software analysis
  • Optical lithography (vector, raster)
  • Upright and Inverted optical AFM configurations (optimized for opaque and transparent samples correspondingly);
  • side illumination option
  • Highest possible resolution (numerical aperture) optics is used simultaneously with AFM: 0.7 NA for Upright, 1.3–1.4 NA for Inverted
  • AFM/STM and confocal Raman/Fluorescence images are obtained simultaneously (during one scan)
  • All standard SPM imaging modes are supported (30 modes) — combined with confocal Raman/Fluorescence
  • Low noise AFM/STM (atomic resolution)
  • Vibrations and thermal drifts originating from optical microscope body are minimized due to special design of optical AFM heads
  • Focus track feature: sample always stays in focus due to AFM Z-feedback; high quality confocal images of very rough or inclined samples can be obtained

 

Программное обеспечение

  • Seamless integration of AFM and Raman; all AFM/ Raman/SNOM experiment and further data analysis is performed in one and the same software
  • Powerful analysis of 1D, 2D and 3D hyperspectral images
  • Powerful export to other software (Excel, MatLab, Cytospec etc.)

 

 

Спектроскопия

  • Extremely high efficiency 520 mm length spectrometer with 4 motorized gratings
  • Visible, UV and IR spectral ranges available
  • Echelle grating with ultrahigh dispersion; spectral resolution: 0.007 nm (< 0.1 1/cm)**
  • Up to 3 different detectors can be installed
  • TE cooled (down to -100 ºC) CCD camera. EMCCD camera is optional — for ultrafast imaging
  • Photon multiplier (PMT) or avalanche photodiode in photon counting mode
  • Photon multiplier for fast confocal laser (Rayleigh) imaging
  • Flexible motorized polarization optics in excitation and detection channels, cross-polarized Raman measurements
  • Fully automated switch between different lasers — with a few mouse clicks

 

 

SNOM

  • Two major SNOM techniques supported: (i) based on quartz fiber probes, (ii) based on silicon cantilever probes
  • All modes supported: Transmission, Collection, Reflection
  • All SNOM signals detected: laser intensity, fluorescence intensity, spectroscopy
  • SNOM lithography (vector, raster)

 

Optimized for Tip Enhanced Raman Scattering (TERS) and other tip-related optical techniques (S-SNOM, SNIM, TEFS, STM-LE etc.)

  • All existing TERS geometries are available: illumination / collection from bottom, from top or from side
  • Different SPM techniques and TERS probes can be used: STM, AFM cantilever, quartz tuning fork in tapping and shear force modes
  • Dual scan (for Hot Point Mapping in TERS): scan by sample AND scan by tip / by laser spot
  • Motorized polarization optics to produce optimal polarization for TERS

AFM-Raman measurements can run in air, in controlled atmosphere or in liquid — all with variable temperature (for Inverted configuration)

  • Some features listed are optional — not included into basic system configuration

Может быть полезно:

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