Назначение и область применения

сканирующий зондовый микроскоп SmartSPM

Преимущества

Автоматизация

Оптический доступ к образцу

Высокоскоростной сканер 100х100х15 мкм

• сверхвысокое разрешение, вплоть до атомарного, на 100 мкм сканере;
• резонансные частоты сканера более 7 кГц обеспечивают высокую скорость сканирования, устойчивость к вибрациям и акустическим шумам;
• современная система сканирования SmartSPM, основанная на гибких направляющих с применением высококачественных монолитных пьезопакетов, обладает метрологическими свойствами: нелинейность по XY < 0.03%, по Z < 0.1%;
• термокомпенсация сканера обеспечивает получение низких тепловых дрейфов.

Основные технические характеристики

Методики измерений:

• контактная, полуконтактная и бесконтактная атомно-силовая микроскопия (АСМ);
• АСМ латеральных сил;
• АСМ токов растекания (три программно переключаемых диапазона от 10 пА до 100 мкА);
• АСМ зонда Кельвина (с разрешением не хуже 3 мВ);
• магнитно-силовая микроскопия (с латеральным разрешением не хуже 70 нм);
• электро-силовая микроскопия (с разрешением не хуже 5 мВ);
• сканирующая емкостная микроскопия;
• измерение силовых кривых;
• измерение вольт-амперных характеристик;
• нанолитография;
• наноманипуляции.

Параметры измерительной головки АСМ:

• возможность измерения образца до 40 х 40 мм в поперечнике и до 15 мм в высоту;
• оптический доступ: возможность одновременной установки объективов (планапохроматов) сверху (с числовой апертурой 0.28) и сбоку (с числовой апертурой 0.42);
• свободный доступ к зонду АСМ для возможности подвода дополнительных внешних зондов;
• длина волны лазера: 1300 нм;
• шум регистрирующей системы: 0.03 нм;
• полностью моторизованное автоматизированное позиционирование зонда и фотодиода;
• разрешение настройки зонда: 1 мкм;
• автоматизированная настройка лазера и фотодиода программным методом;
• смена зонда не приводит к его смещению после настройки регистрирующей системы более чем на ±10мкм вне зависимости от длины кантилевера.

Параметры сканера:

• XYZ сканер на гибких направляющих с ёмкостными датчиками положения;
• диапазон сканирования по осям XY: 100 мкм, по оси Z: 15 мкм;
• нелинейность по осям XY: не более 0.03%, по оси Z: не более 0.04%;
• максимальная масса образца: 100 г.;
• ненагруженная резонансная частота по осям XY: 7 кГц при диапазоне сканирования 100 мкм;
• ненагруженная резонансная частота по оси Z: 15 кГц при диапазоне сканирования 15 мкм;
• активное устранение задержки по фазе по осям XY при различных скоростях сканирования;
• отсутствие переколебаний по быстрому направлению сканирования;
• цифровая фильтрация резонансных частот сканера при управляющих напряжениях (для уменьшения времени стабилизации по оси Z).

Параметры базы:

• моторизованное позиционирование образца по осям XY;
• диапазон позиционирования образца: 5 мм по каждой из осей XY;
• точность позиционирования: 1 мкм;
• имеется система автоматизированного безопасного подвода зонда к образцу, которая позволяет предотвратить повреждение зонда при подводе.

Параметры оптической системы:

• система обеспечивает возможность наблюдения за положением кантилевера и образца;
• в системе присутствуют микроскоп и CCD камера с S-Video выходом, разрешение 752×564 пикселя, чересстрочная развертка 50 Гц.

Параметры рекомендуемой системы активной виброзащиты:

• диапазон активной виброзащиты: от 1 Гц до 200 Гц;
• максимальная допустимая нагрузка: 7 кг.

Параметры контроллера:

• цифровой, модульный, расширяемый контроллер;
• цифровая обратная связь по всем трем осям X,Y,Z;
• связь с ПК по интерфейсу USB 2.0;
• возможность одновременного управления 7-ю шаговыми двигателями с возможностью наращивания;
• цифровые входы-выходы для подключения внешних устройств;
• аналоговые входы-выходы для подключения внешних устройств;
• температурный контроллер (опционально).

Параметры жидкостной ячейки:

• габариты 40х40х12мм;
• размер образца до 2 мм высотой и до 25 мм в диаметре;
• нагрев до температуры 60°С;
• точность поддержания температуры 0,01°С;
• диапазон позиционирования образца: 1.5 мм по каждой из осей XY;
• точность позиционирования: 1 мкм;
• возможность конфигурации как для работы с протоком жидкости, так и без него;
• детали ячейки допускают автоклавирование и ультразвуковую мойку.

Параметры рекомендуемого персонального компьютера (ПК). ПК с двухядерным процессором, тактовой частотой 2.2 ГГц, оперативной памятью 2 Гб, видеокартой с внутренней памятью 256 Мб, жестким диском с емкостью 750 Гб, мультиформатным приводом ДВД, ЛСД монитором 19 дюймов.

Функциональность программного обеспечения для работы с АСМ

1. Функция автоматической настройки регистрирующей системы;
2. Функция автоматического конфигурирования и предустановки стандартных измерительных методик;
3. Функция автоматического поиска резонансной частоты кантилевера;
4. Возможность работы с силовыми кривыми;
5. Макроязык Lua для создания пользовательских функций, скриптов и элементов интерфейса;
6. Возможность программировать средствами макроязыка DSP контроллера в режиме реального времени;
7. Возможность обработки изображений в координатной области, включая построения сечений, фитирование, полиномиальное сглаживание вплоть до 8-го порядка;
8. Возможность обработки изображений в частотной области, включая фильтрацию и анализ спектров;
9. Функция быстрого преобразования Фурье (БПФ);
10. Функция конволюции и деконволюции изображений;
11. Поддержка режимов нанолитографии и наноманипуляций;
12. Работа с изображениями размером до 5000×5000 пикселей.