Зондовые микроскопы: принципы работы и применение в нанотехнологиях — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие основные виды зондовых микроскопов существуют. Как устроены и работают сканирующие туннельные и атомно-силовые микроскопы. Для чего используются зондовые микроскопы в нанотехнологиях. Какие возможности они дают ученым по визуализации и манипулированию отдельными атомами.

Содержание

Что такое зондовые микроскопы и для чего они нужны

Зондовые микроскопы — это класс приборов, позволяющих получать изображения поверхностей с разрешением вплоть до отдельных атомов. Они произвели настоящую революцию в нанотехнологиях, впервые позволив ученым «увидеть» и даже манипулировать отдельными атомами.

Основные преимущества зондовых микроскопов:

Сверхвысокое разрешение — до долей нанометра
Возможность работы с проводящими и непроводящими образцами
Получение трехмерного изображения рельефа поверхности
Возможность исследования локальных свойств поверхности
Работа в различных средах — воздух, жидкость, вакуум

Благодаря этим возможностям зондовые микроскопы нашли широчайшее применение в материаловедении, микроэлектронике, биологии, химии и других областях науки и техники.

Основные виды зондовых микроскопов

Существует несколько основных типов зондовых микроскопов:

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ)
Атомно-силовой микроскоп (АСМ)
Магнитно-силовой микроскоп (МСМ)
Электросиловой микроскоп (ЭСМ)
Ближнепольный оптический микроскоп (БОМ)

Наиболее распространенными являются сканирующий туннельный и атомно-силовой микроскопы. Рассмотрим их принцип действия подробнее.

Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа

Сканирующий туннельный микроскоп был изобретен в 1981 году Гердом Биннигом и Генрихом Рорером, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году.

Принцип работы СТМ основан на квантовом туннельном эффекте. Схема устройства микроскопа включает:

Острую металлическую иглу-зонд
Систему прецизионного перемещения зонда
Электронную систему измерения туннельного тока
Компьютер для управления и обработки данных

При подведении зонда к поверхности образца на расстояние 0.5-1 нм возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния между зондом и поверхностью. Сканируя зондом поверхность и поддерживая туннельный ток постоянным, можно получить карту высот рельефа с разрешением до отдельных атомов.

Устройство и принцип работы атомно-силового микроскопа

Атомно-силовой микроскоп был изобретен в 1986 году как развитие идеи СТМ. Его ключевое преимущество — возможность исследовать как проводящие, так и непроводящие образцы.

Основные элементы конструкции АСМ:

Зонд в виде острой иглы на конце упругой консоли-кантилевера
Система регистрации отклонения кантилевера (оптическая, емкостная и др.)

Система сканирования образца или зонда
Электронный блок управления

При взаимодействии зонда с поверхностью возникают силы притяжения или отталкивания, вызывающие изгиб кантилевера. Регистрируя этот изгиб, можно получить информацию о рельефе и свойствах поверхности с высоким разрешением.

Применение зондовых микроскопов для визуализации атомов

Одно из главных достижений зондовой микроскопии — возможность получения изображений отдельных атомов. Как это работает?

СТМ позволяет «увидеть» атомы за счет измерения туннельного тока между зондом и поверхностью
АСМ визуализирует атомы, регистрируя силы взаимодействия между ними и острием зонда
Разрешение достигает долей ангстрема, что позволяет различать отдельные атомы
Изображение строится путем сканирования зондом поверхности образца

Это дало ученым уникальную возможность наблюдать структуру вещества на атомарном уровне, что крайне важно для развития нанотехнологий.

Манипулирование отдельными атомами с помощью зондовых микроскопов

Помимо визуализации, зондовые микроскопы позволяют осуществлять прецизионные манипуляции с отдельными атомами. Как это происходит?

Зонд микроскопа подводится к выбранному атому
За счет взаимодействия с зондом атом «прилипает» к его острию
Зонд перемещается в нужную точку поверхности
Атом «сбрасывается» с зонда на новое место

Таким образом можно создавать сложные атомарные структуры, например, квантовые точки или наноустройства. Это открывает огромные перспективы для развития наноэлектроники и других областей нанотехнологий.

Области применения зондовых микроскопов

Благодаря своим уникальным возможностям зондовые микроскопы нашли применение во многих областях науки и техники:

Материаловедение — исследование структуры и свойств материалов на наноуровне

Микроэлектроника — контроль качества и разработка новых полупроводниковых устройств
Биология и медицина — изучение биомолекул, клеточных структур, разработка биосенсоров
Химия — исследование поверхностных реакций, катализаторов
Нанотехнологии — создание наноструктур и наноустройств

Постоянное совершенствование зондовых микроскопов расширяет сферу их применения, делая их незаменимым инструментом в современной науке.

Перспективы развития зондовой микроскопии

Зондовая микроскопия продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

Повышение разрешения и чувствительности приборов
Разработка новых режимов измерений
Создание комбинированных систем (например, СЗМ+оптический микроскоп)
Автоматизация процессов измерений и обработки данных
Миниатюризация и снижение стоимости приборов

Это позволит еще больше расширить возможности зондовой микроскопии и сделать ее доступной для еще более широкого круга исследователей. Зондовые микроскопы, несомненно, останутся одним из ключевых инструментов развития нанотехнологий в ближайшие десятилетия.

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-9700HT | SHIMADZU EUROPA

Сканирующий зондовый микроскоп — это общий термин для микроскопов, сканирующих поверхность образцов чрезвычайно острым зондом для получения пространственного изображения или наблюдения локальных свойств при больших увеличениях. Модель SPM-9700HT демонстрирует улучшенные характеристики, более удобна в эксплуатации, чем предыдущие модели.

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) — один из мощных современных методов исследования формы и локальных свойств поверхности твёрдого тела. С помощью сканирующего зондового микроскопа можно получить цифровое трёхмерное изображение атомарной решётки, живой клетки, интегральной микросхемы, структуры полимера и т.д.

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-9700HT для получения трёхмерного изображения поверхности и её физических характеристик

трехмерное изображение рельефа поверхности образцов металлов, полупроводников, керамики, макромолекул и биологических объектов с увеличением в несколько тысяч или миллионов раз.
измерение значения следующих физических свойств поверхности с пространственным разрешением в доли нанометра:
- механических (силу трения, адгезию, жесткость, эластичность)
- электрических (потенциал, проводимость)
- магнитных (распределение намагниченности).

SPM-9700HT можно использовать в материаловедении, полупроводниковой промышленности, биологии, медицине, при физических и химических исследованиях.

Стандартные режимы работы сканирующего микроскопа:

Контактный режим
Режим латеральных сил
Динамический режим
Фазовый режим
Режим силовой модуляции
Силовая кривая

Опциональные режимы работы микроскопа SPM-9700HT:

Режим проводимости
Режим поверхностного потенциала (кельвин-микроскопия)
Магнитно-силовой режим (магнитно-силовая микроскопия)
Силовое картирование
Режим векторного сканирования
Режим сканирования в слое жидкости
Электрохимическая атомно-силовая микроскопия

Опции для расширения возможностей SPM-9700HT:

Оптический микроскоп с цифровой камерой
Волоконно-оптический осветитель
Блоки широко/узко-форматного и глубинного сканирования
Климатическая камера с нагревателем образцов, контролем температуры, влажности и газового состава атмосферы

Программа анализа распределения частиц по размерам

Механизм скольжения головки

Высокая стабильность & Высокая производительность

Позволяет всей оптической системе скользить как единое целое, сохраняя ее жесткость.

Лазер остается стабильным и освещает кантилевер даже во время замены образцов.
Конструкция устойчива к вибрациям, шуму, ветру и другим внешним возмущениям, так что нет необходимости в специальном кожухе.
Прибор включает встроенный поглотитель вибраций.

Сравнение стабильности для различного лазерного освещения:

Удачное решение открывает доступ к области вокруг образца при поддержании высокой жесткости всей системы

Можно заменять образцы без удаления держателя кантилевера.
К образцам есть доступ даже во время измерения.
Высота образца настраивается автоматически, независимо от его толщины.

Визуализация 3D изображения

1. Используйте мышь для изменения масштаба и свободного вращения изображений или изменения увеличения по оси Z. Это позволяет представлять полученные данные различными способами, подтверждая эти данные в режиме реального времени.

2. Функция текстуры

Информация о высоте может быть наложена на информацию о физических свойствах. Это позволяет ясно показать соотношения между двумя параметрами.

3. Анализ профилей поперечного сечения

В 3D изображениях можно анализировать профили сечения. Если информация о физических свойствах выражена в терминах текстуры, соответствующие профили сечения могут быть показаны и проанализированы в том же месте.

Легкость выполнения операций

Революционный графический пользовательский интерфейс обеспечивает неограниченную поддержку операций, начиная от наблюдения в режиме реального времени до анализа данных в автономном режиме.

Функциональность и возможности расширения системы

Богатый выбор режимов измерения

Дополнительные возможности

WET-SPM

WET-SPM = SPM-9700HT + климатическая камера

При добавлении климатической камеры сканирующий зондовый микроскоп SPM-9700HT превращается в систему WET-SPM.

Программное обеспечение для исследования частиц

Информационное пространство SPM:

Здесь Вы найдёте экспериментальные данные, статьи, презентации и т. д.

Сканирующие зондовые микроскопы: виды и принцип работы

УДК 62-1

Кувайцев Александр Вячеславович
Димитровградский инженерно-технологический институт филиал национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
студент

Аннотация
В данной статье описывается принцип работы зондового микроскопа. Это принципиально новая технология, способная решать проблемы в таких разных областях, как связь, биотехнология, микроэлектроника и энергетика. Нанотехнологии в микроскопии позволят значительно уменьшить объем потребления ресурсов и не окажут давления на окружающую среду, они будут играть ведущую роль в жизни человечества, как, например, компьютер стал неотъемлемой частью жизни людей.

Ключевые слова: микроскоп, микроэлектроника, нанотехнологии, технология

Kuvaytsev Aleksandr Vyacheslavovich

Dimitrovgrad Engineering and Technological Institute of the National Research Nuclear University MEPHI
student

Abstract
This article describes the principle of a probe microscope. It is a new technology that can solve problems in such diverse areas as communications, biotechnology, microelectronics and energy. Nanotechnology in microscopy will significantly reduce the consumption of resources and do not put pressure on the environment, they will play a leading role in human life, as, for example, the computer has become an integral part of people’s lives.

Keywords: microelectronics, microscope, nanotechnology, technology

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Кувайцев А.В. Сканирующие зондовые микроскопы: виды и принцип работы // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 10 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2016/10/72717 (дата обращения: 25.11.2022).

В 21-м веке стремительно набирают популярность нанотехнологии, которые проникают во все сферы нашей жизни, но прогресса в них не было бы без новых, экспериментальных методов исследований, одним из наиболее информативных является метод сканирующей зондовой микроскопии, которую изобрели и распространили нобелевские лауреаты 1986 года – профессор Генрих Рорер и доктор Герд Бинниг.

В мире произошла настоящая революция с появлением методов визуализации атомов. Стали появляться группы энтузиастов, конструировавшие свои приборы. В итоге получилось несколько удачных решений для визуализации результатов взаимодействия зонда с поверхностью. Были созданы технологии производства зондов с необходимыми параметрами.

Так что же представляет из себя зондовый микроскоп? В первую очередь это непосредственно зонд, который исследует поверхность образца, так же необходима система перемещения зонда относительно образца в двумерном или трехмерном представлении (перемещается по X-Y или X-Y-Z координатам). Все это дополняет регистрирующая система, которая фиксирует значение функции, зависящей от расстояния от зонда до образца. Регистрирующая система фиксирует и запоминает значение по одной из координат.

Основные типы сканирующих зондовых микроскопов можно разделить на 3 группы:

Сканирующий туннельный микроскоп – предназначен для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением.
В СТМ острая металлическая игла проводится над образцом на очень малом расстоянии. При подаче на иглу небольшого тока между ней и образцом возникает туннельный ток, величину которого фиксирует регистрирующая система. Игла проводится над всей поверхностью образца и фиксирует малейшие изменение тоннельного тока, благодаря чему вырисовывается карта рельефа поверхности образца. СТМ первый из класса сканирующих зондовых микроскопов, остальные были разработаны позднее.
Сканирующий атомно-силовой микроскоп – используется для построения структуры поверхности образца с разрешением до атомарного. В отличии от СТМ с помощью этого микроскопа можно исследовать как проводящие так и непроводящие поверхности. Из-за способности не только сканировать но и манипулировать атомами, назван силовым.
Ближнепольный оптический микроскоп – «усовершенствованный» оптический микроскоп, обеспечивающий разрешение лучше чем у обычного оптического. Повышение разрешения БОМа было достигнуто путем улавливания света от изучаемого объекта на расстояниях меньших, чем длинна волны. В случае если зонд микроскопа снабжен устройством для сканирования пространственного поля, то такой микроскоп называют сканирующим оптическим микроскопом ближнего поля. Такой микроскоп позволяет получить изображения поверхностей и с очень высоким разрешением.

На изображении (рис. 1) показана простейшая схема работы зондового микроскопа.

Рисунок 1. — Схема работы зондового микроскопа

Его работа основана на взаимодействии поверхности образца с зондом, это может быть кантилевер, игла или оптический зонд. При малом расстоянии между зондом и объектом исследования действия сил взаимодействия, такие как отталкивания притяжение и т.д., и проявление эффектов, таких как, туннелирование электронов, можно зафиксировать с помощью средств регистрации. Для детектирования этих сил используются очень чувствительные сенсоры способные уловить малейшие изменения. Пьезотрубки или плоскопараллельные сканеры используются как система развертки по координатам для получения растрового изображения. .

К основным техническим сложностям при создании сканирующих зондовых микроскопов можно отнести:

Обеспечение механической целостности
Детекторы должны иметь максимальную чувствительность
Конец зонда должен иметь минимальные размеры
Создание системы развертки
Обеспечения плавности зонда

Почти всегда полученное сканирующим зондовым микроскопом изображение плохо поддается расшифровке из-за искажений при получении результатов. Как правило необходима дополнительная математическая обработка. Для этого используется специализированное ПО.

В настоящее время, сканирующая зондовая и электронная микроскопия используются как дополняющие друг друга методы исследования из-за ряда физических и технических особенностей. За прошедшие годы применение зондовой микроскопии позволило получить уникальные научные исследования в областях физики, химии и биологии. Первые микроскопы были всего лишь приборами – индикаторами, помогающими в исследованиях, а современные образцы это полноценные рабочие станции, включающие в себя до 50 различных методик исследования.

Главной задачей этой передовой техники является получение научных результатов, но применение возможностей этих приборов на практике требует высокой квалификации от специалиста.

Библиографический список

Сканирующий зондовый микроскоп . [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сканирующий_зондовый_микроскоп (дата обращения 23.10.2016).
Сканирующий атомно-силовой микроскоп. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сканирующий_атомно-силовой_микроскоп (дата обращения 23.10.2016).
Сканирующий туннельный микроскоп. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сканирующий_туннельный_микроскоп (дата обращения 23.10.2016).
Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров / Под редакцией И. В. Яминского, – М.: Научный мир, 1997, – 86 с.
Миронов В. Основы сканирующей зондовой микроскопии / В. Миронов, – М.: Техносфера, 2004, – 143 с.
Рыков С. А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов / С. А. Рыков, – СПБ: Наука, 2001, – 53 с.

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Кувайцев Александр Вячеславович»

Зондовые микроскопы – MRSEC Education Group – UW–Madison

Не могли бы вы взять булыжник пинцетом? Не могли бы вы поднять клочок волос бульдозером? Наличие инструментов правильного размера для работы может быть очень важным. Когда ученые изучают наноразмеры, им необходимо использовать инструменты подходящего размера. Чтобы изучать очень-очень маленькие вещи, нужны очень-очень маленькие инструменты.

Введение

Сканирующие зондовые микроскопы представляют собой набор инструментов с очень мелкими деталями, которые помогают ученым получать изображения в наномасштабе. Каждый тип сканирующего зондового микроскопа включает в себя очень тонкий наконечник зонда, который сканирует поверхность вперед и назад. Способность отображать отдельные атомы в сканирующей зондовой микроскопии можно имитировать с помощью магнита на холодильник.

Первым СЗМ был сканирующий туннельный микроскоп (СТМ). STM ограничивается поверхностями, которые являются электропроводящими. Позже была изобретена атомно-силовая микроскопия (АСМ), которая могла сканировать любую поверхность, проводящую или нет.

До изобретения СТМ ученые и инженеры не могли «видеть» атомы или элементы атомного масштаба. Этот метод был изобретен в 1981 году парой исследователей IBM, Гердом Биннигом и Генрихом Рорером, на предприятии IBM в Рюшликоне, Швейцария. С открытием этой техники ученые смогли взглянуть на атомный уровень вверх. Это произошло как раз вовремя для полупроводниковой промышленности, которой нужно было найти и измерить размер и производительность чипов.

В 1982 году Бинниг и Рорер сообщили об использовании СТМ для наблюдения за атомами в образце кремния. За разработку СТМ они получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году. Биннигу, Кристофу Герберу (IBM Zurich) и К. Ф. Куэйту (Стэнфордский университет) приписывают разработку атомно-силового микроскопа (АСМ). В 1987 году Том Альрехт первым увидел атомы с помощью АСМ. В 2007 г. были зарегистрированы первые случаи идентификации атомов на поверхности материала с помощью АСМ. Каждый элемент в сплаве сначала исследовали, чтобы определить степень взаимодействия с зондом. Затем атомы этих элементов были идентифицированы на поверхности путем «чувствования» атомов зондом и определения элемента на основе количества взаимодействия.

Некоторые из других форм сканирующей зондовой микроскопии включают: магнитно-силовую микроскопию, MFM; химико-силовая микроскопия, CFM; Сканирующая силовая микроскопия, ССМ; и Электростатическая или Электросиловая микроскопия, EFM.

Это элемент-гармошка с набором кнопок, которые открывают и закрывают соответствующие панели содержимого.

Сканирующие туннельные микроскопы (СТМ)

Сканирующие туннельные микроскопы работают путем перемещения наконечника зонда по поверхности, которую мы хотим отобразить. Наконечник зонда очень острый — всего один или два атома на кончике.

Сканирующая туннельная микроскопия работает одним из двух методов. Один метод позволяет зонду приближаться к поверхности до тех пор, пока не будет достигнут определенный поток тока. Зонд реагирует вверх или вниз, чтобы поддерживать это значение тока. Второй метод поддерживает определенную высоту над поверхностью с помощью зонда и измеряет силу тока. Отмечая изменения тока, мы можем воссоздать изображение поверхности на атомарном уровне.

При движении наконечника по поверхности он «чувствует» атомы по мере увеличения тока.

В обоих случаях зонд должен иметь почти атомарную остроту.

На этом изображении мы видим поверхность с одним атомом на этой поверхности и совокупность еще 6 атомов на поверхности. «Затупленный» датчик в этом представлении не сможет очень хорошо охарактеризовать эту поверхность, поскольку элементы датчика больше, чем некоторые элементы на поверхности.

Чтобы датчик был эффективным при характеристике поверхности, его характеристики должны быть меньше, чем у характеризируемой поверхности.

С более острым наконечником поверхность можно лучше охарактеризовать, так как наконечник может опускаться в области между одним атомом и слоем из 6 атомов. Посмотрите видео об этом.

На рисунке ниже мы видим основные компоненты сканирующей зондовой микроскопии: наконечник зонда, прикрепленный к кантилеверу, лазер и детектор.

«Атомарно острый» наконечник сканирует поверхность. Лазер отражается от задней части зонда к детектору. Очень маленькие движения наконечника усиливаются на детекторе.

Атомно-силовые микроскопы (АСМ)

АСМ можно использовать на воздухе, в жидкостях, в газах и в условиях высокого вакуума, и они используются во всем научном сообществе. АСМ относятся к сканирующим бесконтактным зондовым микроскопам, что означает, что зонд не соприкасается с образцом, а просто подходит достаточно близко к поверхности, чтобы ощутить силы образца. Между иглой и поверхностью существует сила притяжения, и эта сила остается неизменной на протяжении всего эксперимента. Когда наконечник зонда сканирует поверхность вперед и назад, он будет подниматься и опускаться в соответствии с различными элементами на поверхности.

Поскольку все это происходит в очень малом масштабе, мы не можем наблюдать за подсказкой напрямую. Лазер направлен на наконечник и отражается на датчик. Когда наконечник поднимается и опускается, лазер попадает в разные части датчика. С помощью информации, которую собирает датчик, можно воссоздать изображение поверхности. Растровые сканы поверхности создают изображение, очень похожее на телевизор, одну строку за другой. Таким образом, АСМ можно использовать для определения топографии поверхности, а также оптических и магнитных свойств поверхности.

Визуализация с помощью зондовых микроскопов

Никто никогда не видел атом. Длина волны видимого света более чем в 1000 раз больше, чем у атома, поэтому свет нельзя использовать, чтобы увидеть атом. Однако зондовые микроскопы могут воссоздавать изображения атомных поверхностей.

Здесь мы видим портативный сканирующий туннельный микроскоп студенческого класса и изображение поверхности графита, сделанное на выставке Engineering Expo в апреле 1999 г.:

Университет Висконсина – Мэдисон. Обратите внимание на различные слои атомов. Более светлые ряды представляют собой слои поверх самого нижнего слоя. Также обратите внимание на темные пятна, которые представляют собой дыры в слоях, где отсутствуют атомы кремния.

Дон Иглер с группой и IBM использовали АСМ для создания своего ныне известного «квантового загона», путем размещения атомов железа по кругу на медном вычитании. Атомы располагались с помощью зонда АСМ для перемещения атомов по поверхности. Когда атомы железа образуют идеальный круг, электроны на поверхности меди создают стоячую волну.

Дон Эйглер расположил 48 атомов железа на поверхности медной подложки. На этих изображениях показаны различные этапы процесса. После завершения круговое расположение атомов железа заставило электроны на поверхности меди перейти в определенные квантовые состояния, о чем свидетельствует волнистый вид поверхности.

«Квантовый загон» атомов железа на поверхности медной подложки создавал волновой эффект с электронами в атомах меди на поверхности.

Другое расположение атомов железа на медных подложках. Обратите внимание, что только идеальный круг показывает стоячую волну электронов.

Манипуляции с отдельными атомами

Если вы хотите построить крепость из подушек, вы должны обойти дом и собрать несколько подушек, а затем просто сложить их руками. Что, если бы вы захотели построить крепость из атомов? Как вы могли построить структуру из чего-то, что вы не можете поднять, не говоря уже о том, чтобы увидеть?

Когда ученые хотят построить что-то в наномасштабе, у них есть два варианта:

они могут собирать различные строительные блоки самостоятельно (это также называется самосборкой),
они могут перемещать различные строительные блоки по отдельности.

Самый маленький строительный блок — это атом. За последние 20 лет ученые научились перемещать атомы по отдельности — удивительный подвиг, поскольку атомы необычайно малы. Этот процесс называется манипуляцией атомом.

СТМ можно использовать не только для изображения атомов, но и для их перемещения. Впервые это было продемонстрировано Доном Эйглером в 1989 году, когда он опубликовал это изображение 35 атомов ксенона, расположенных на поверхности. Угадайте, в какой компании он работал?

Атомы ксенона на поверхности никеля. (2)

Атомы можно перемещать по поверхностям с помощью СТМ, создавая так называемую перестраиваемую связь между кончиком зонда и атомом. Когда ток, протекающий между атомом и иглой зонда, увеличивается, атом застревает под иглой. Затем наконечник с атомом можно переместить на другую часть поверхности, а ток уменьшить, чтобы позволить атому уйти от острия.

Увеличение тока создает связь между наконечником и атомом.

Галерея изображений IBM STM

Страницы приборов и устройств

Справочная информация

Виды деятельности

Сканирующие зондовые микроскопы — для низких температур

для низких температур

Сканирующие зондовые микроскопы attocube

охватывают широкий спектр специализированных исследовательских инструментов для получения наноразмерных изображений в нашем ассортименте микроскопов. Многие из этих инструментов основаны на хорошо зарекомендовавших себя методах нанонауки, которые были адаптированы и оптимизированы для работы при низких температурах и сильном магнитном поле исключительно компанией attocube. Несмотря на дополнительную сложность, связанную с такими экстремальными условиями, мы стремимся проектировать наши сканирующие зондовые микроскопы (СЗМ) таким образом, чтобы разница между работой при комнатной и низкой температуре стиралась.

Наши варианты измерения обеспечивают удобные инструментальные платформы для характеристики свойств материалов на наноуровне с помощью СЗМ, такие как магнитно-силовая микроскопия (MFM), силовая микроскопия пьезоотклика (PFM), силовая микроскопия с зондом Кельвина (KPFM), проводящая- зондовая АСМ (c-AFM) или сканирующая зондовая микроскопия Холла (SHPM), а также для оптической характеристики квантовых объектов с помощью конфокальной микроскопии (CFM) и рамановской спектроскопии.

Благодаря большому количеству установленных систем ключевыми характеристиками этих приборов являются проверенная производительность, гибкость и простота использования. Все системы были стандартизированы, чтобы предложить экономичные решения, отвечающие большинству экспериментальных требований СЗМ.

Наши сканирующие зондовые микроскопы также удовлетворяют потребности специалистов в различных областях применения благодаря открытой сигнальной архитектуре нашего мощного и гибкого контроллера ASC500 SPM. Все входные и выходные сигналы доступны через разъемы BNC на передней панели, поэтому их можно легко отслеживать, сохранять и использовать для дополнительных контуров управления или спектроскопии. И последнее, но не менее важное: наша уникальная опция сканирования с замкнутым контуром обеспечивает глобальную навигацию по образцу во всем диапазоне микроскопа при криогенных температурах и, следовательно, позволяет очень точно извлекать интересующие области.

Запатентованная технология позиционирования

Являясь сердцем каждого измерительного прибора, столики нанопозиционирования, основанные на нашем запатентованном принципе скользящего стержня, обеспечивают несколько степеней свободы в пределах нескольких миллиметров с точностью до миллиметра.