СЗМ Раман Нано ИК системы
Модульные СЗМ
Автоматизированные СЗМ
Специализированные СЗМ
 
Модельный ряд
NANOEDUCATOR II NANOEDUCATOR II – учебный сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ, АСМ, СТМ) для преподавания основ зондовой микроскопии и нанотехнологии SOLVER Pipe II СОЛВЕР Пайп - атомно-силовой микроскоп для неразрушающей диагностики  конструкционных материалов SOLVER Nano Solver Nano - affordable AFM/STM system with advanced capabilities
 

СОЛВЕР Нано



Атомно-силовой микроскоп
для научных исследований,
практических применений
и образования

 
 
Технические характеристики Скачать Аксессуары
 

Несмотря на относительную новизну методов, атомно-силовые и другие зондовые микроскопы занимают сильную позицию основного аналитического инструмента для решения задач определения с высоким пространственным разрешением физико-химических свойств объектов. SOLVER Nano – это сканирующий зондовый микроскоп, который сочетает в себе простоту, устойчивость к случайным поломкам, низкую стоимость эксплуатации, возможность использовать в образовательном процессе и профессиональный функционал атомно-силового микроскопа.

SOLVER Nano может быть использован в различных научных и практических приложениях.
 

Научные исследования

SOLVER Nano – АСМ для научных исследований, научных проектов и исследовательской деятельности.
SOLVER Nano – это разработка компании НТ-МДТ, которая получила награду R&D100, как лучшая разработка в области высокотехнологического оборудования для нанотехнологий. В конструкции SOLVER Nano используются такие же комплектующие, как в топовых профессиональных системах (линии Солвер, линии Интегра): 100 мкм метрологический сканер с датчиками обратной связи (по всем координатам XYZ). В качестве датчиков выбраны низкошумящие емкостные сенсоры, которые превосходят по своим параметрам аналогичные пьезоэлектрические и оптические датчики перемещений. А для управления сканирования и обработки результатов используется профессиональный контроллер.
SOLVER Nano, несмотря на свою компактность и простоту эксплуатации, поддерживает все базовые методики атомно-силовой микроскопии, поэтому он может быть использован для любых рутинных АСМ измерений и экспериментов в научных исследованиях. Для примера показаны результаты некоторых экспериментов в различных научных приложениях: 

  1. Исследование полимерных объектов.
  2. Исследование биологических объектов
  3. Исследование углеродных наноматериалов.

Эксперименты были проведены на конфигурации SOLVER Nano для научных исследований:

  1. Сканирующая головка для работы с кремниевыми зондами;
  2. Метрологический пьезокерамический сканер 100х100х12 мкм с системой обратной связи на емкостных сенсорах;
  3. Цифровой контроллер обратной связи для работы с расширенным набором методик;
  4. Активная виброизоляция;
  5. Звукоизолирующий шкаф;
  6. Профессиональное программное обеспечение для обработки изображений;
  7. Внешняя оптическая система высокого разрешения 2 мкм.


Образец: Мембрана нитроцеллюлозы. 

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд NSC_05/20° типа «вискер» с константой жесткости 13 Н/м и резонансная частота 210 КГц.

Параметры сканирования: 4.0x4.0 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 1 Гц.
 
Рельеф
Рельеф с маркером
Профиль сечения


Образец: : Мембрана микропористого полипропилена (Celgard),

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд NSC_05/20° типа «вискер» с константой жесткости 13 Н/м и резонансная частота 210 КГц.

Параметры сканирования: 20.0x20.0 мкм и 5.0х5.0 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 3 Гц.

Рельеф 
Фаза
Рельеф с маркером
Профиль сечения

Параметры сканирования:: 2.5x2.5 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512 шт., скорость сканирования 3 Гц.

Рельеф 
Фаза
Рельеф с маркером
Профиль сечения


Образец: Композитный материал Полистирол-Полибутадиен (PS/PBD)).

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд NSC_05/20°  типа «вискер» с константой жесткости 12 Н/м и резонансная частота 201 КГц.

Параметры сканирования: 20.0x20.0 мкм и 5.0х5.0 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 2.5 Гц.
 
Рельеф (20x20 мкм)
Фаза
Рельеф (5x5 мкм)
Фаза


Образец: Длинная ДНК 

Все представленные данные были получена на SOLVER Nano без использования специального программного обеспечения по обработке данных.
Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд NSG03 типа с константой жесткости 2 Н/м и резонансная частота 80 КГц.
Во время сканирования одновременно записывались изображение рельефа, фаза и амплитуда колебаний зонда (сигнал рассогласования обратной связи).

Параметры сканирования: 2.0x2.0 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 0.8 Гц.
 
Рельеф
Фаза
Амплитуда
 
Рельеф с маркером
Профиль сечения рельефа
Рельеф с маркером
Профиль сечения рельефа


Образец: Короткая ДНК на слюде 

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд  NSG03 типа с константой жесткости 2 Н/м и резонансной частотой 80 КГц.
Во время сканирования одновременно записывались изображение рельефа и фаза колебаний зонда.

Параметры сканирования: 1.5x1.5 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 0.7 Гц.
 
Рельеф
Фаза
 
Рельеф с маркером
Профиль сечения рельефа


Образец: Кольцевая ДНК на слюде

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд  NSG03 типа с константой жесткости 2 Н/м и резонансной частотой 80 КГц.
Во время сканирования одновременно записывались изображение рельефа, фаза и амплитуда колебаний зонда (сигнал рассогласования обратной связи).

Параметры сканирования: 0.9x0.9 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 0.5 Гц.
 
Рельеф
Фаза
Амплитуда
 
Рельеф с маркером
Профиль сечения рельефа


Образец: Графен на кремниевой подложке

Амплитудно-модуляционнный (полуконтактный) метод.
Зонд  NSG03 типа с константой жесткости 2 Н/м и резонансной частотой 90 КГц.
Одновременно записывался сигнал рельефа, фазы и распределение электрического потенциала.

Параметры сканирования: 5.0x5.0 мкм площадь сканирования, количество точек 512x512, скорость сканирования 1.1 Гц.
 

Рельеф
Рельеф с маркером
Профиль сечения рельефа
Поверхностный потенциал

Метрологический контроль
 

SOLVER Nano для метрологического контроля:

SOLVER Nano может быть эффективно использован для решения задач в образовании, для рутинных научных исследований, а так же, может быть задействован в решении задач связанных с метрологической аттестацией изделий, линейные размеры функциональных элементов которых находятся в диапазоне 1-10 000 нм. SOLVER Nano входит в реестр, является средством измерений и поверен с использованием аттестованной меры нанометрового диапазона.


Технические характеристики SOLVER Nano для метрологии:

  •  Пьезокерамический сканер большой площади сканирования– 100x100 мкм.
  •  Линейность сканера по XYZ - < 0.1%
  •  Низкий уровень шума XY сенсора – < 0.3 нм во включенной системе обратной связи, < 0.05 нм в выключенной системе обратной связи
  •  Низкий уровень шума Z сенсора – < 0.04 нм во включенной системе обратной связи, < 0.01 нм в выключенной системе обратной связи
  •  Тип сенсоров – низкошумящие датчики емкостные.
  •  Профессиональные протоколы автоматического формирования.


Образец: Аттестованная мера нанометрового диапазона TDG, период 278 нм.

Сигнал: Рельеф.
Параметры сканирования: площадь сканирования 10.0x10.0 мкм, число точек 512x512, скорость сканирования 2 Гц.
 

    Texture direction, Std    33.750 deg
Texture direction index, Stdi    0.295
Radial Wavelength, Srw    4.998 um
Radial Wavelength Index, Srwi    0.0494
Wavelength    0.277 um
Frequency    3.606 1/um
Function Value    9.806 nm^2
X    2.000 1/um
Y    -3.000 1/um
Angle    -56.309 deg.
Рельеф
FFT Power spectrum with cross section line
Метрологический протокол


Аттестованная мера нанометрового диапазона TDG используется для калибровки зондовых микроскопов и других измерительных систем малых линейных размеров (до 1000 нм). На изображении рельефа представлено изображение периодической решетки с периодом 278 нм, и высотой ступеньки около 40 нм, сформированной методами лазерного воздействия на поверхность. Так же, на изображении АСМ заметны несколько точечных объектов с размерами порядка 70 нм, это дефекты, которые возникли в процессе производства меры нанометрового диапазона.

Программное обеспечение сканирующего зондового микроскопа SOLVER Nano позволяет провести быстрое преобразование Фурье и перевести 3D изображения рельефа в 3D изображение в обратном пространстве. Где интенсивность и положение пиков на темном поле соответствует количеству линий и размерности периодической структуры, а так же ее наклону в системе координат сканера. Быстрое преобразование Фурье используется как основное преобразование для определения статистических параметров изображений периодических структур.



Образец: Аттестованная мера нанометрового диапазона TGG, период 3 мкм

Сигнал: Рельеф.
Параметры сканирования: площадь сканирования 60.0x60.0 мкм, число точек 512x512, скорость сканирования 1 Гц.
 

     

Texture direction, Std  -89.030  deg
Texture direction index, Stdi    0.0515
Rad. Wavelength, Srw    2.999 um
Rad. Wavelength Index, Srwi   0.0143
Wavelength   2.999 um
Frequency   0.333 1/um
Function Value  0.0537 nm^2
X   0.333 1/um
Y   -0.000000000000000256 1/um
Angle   0.070 deg.

Рельеф (3D)
Рельеф(2D)
FFT Power spectrum with cross section line
Метрологический протокол


Аттестованная мера нанометрового диапазона TGG, используется для калибровки зондовых микроскопов и других измерительных систем с линейными размерами (до 100 мкм). На изображении рельефа представлено изображение периодической решетки с периодом 3000 нм, сформированной методами анизотропного травления кремния. Профиль рельефа одного элемента периодической структуры имеет форму равнобедренного треугольника. И используется для определения ортогональности XYZ сканера визуализации рельефа.

Программное обеспечение сканирующего зондового микроскопа SOLVER Nano позволяет провести быстрое преобразование Фурье и перевести 3D изображения рельефа в 3D изображение в обратном пространстве. Где интенсивность и положение пиков на темном поле соответствует количеству линий и размерности периодической структуры, а так же ее наклону в системе координат сканера. Результаты преобразования полученного рельефа меры нанометрового диапазона TGG  показывают два пика, равноудаленных от центра (осе- симметричное изображение). Расстояние от начала системы координат до пика соответствует периоду дифракционной решетки. Преобразование Фурье используется при тестировании сканирующего зондового микроскопа на аттестованных мерах, как источник статистических данных по периодическим объектам.



Образец: Аттестованая мера нанометрового диапазона TGZ2, период 3 мкм, высота ступеньки 94 нм. 

Сигнал: Рельеф.
Параметры сканирования: площадь сканирования 60.0x60.0 мкм, число точек 512x512, скорость сканирования 2 Гц.

Образец: Аттестованая мера нанометрового диапазона TGQ, период 3 мкм, высота ступеньки 19 нм. 

Сигнал: Рельеф.
Параметры сканирования: площадь сканирования 60.0x60.0 мкм, число точек 512x512, скорость сканирования 3 Гц.
 

      Texture direction, Std   88.945 deg
Texture direction index, Stdi   0.0421
Rad. Wavelength, Srw   2.999 um
Rad. Wavelength Index, Srwi   0.0167
Wavelength   2.999 um
Frequency   0.333 1/um
Function Value   557.454 nm^2
X   0.333 1/um
Y   
-0.000000000000000256  1/um
Angle  0.000 deg.
Рельеф
Гистограмма распределения высоты рельефа
FFT Power spectrum with cross section line
Метрологический протокол

 
   
Рельеф (3D)
Рельеф (2D)
Гистограмма распределениявысоты рельефа

 

  Texture direction, Std    -89.296 deg
Texture direction index, Stdi    0.150
Rad. Wavelength, Srw    2.999 um
Rad. Wavelength Index, Srwi    0.0571
Wavelength    2.999 um
Frequency    0.333 1/um
Function Value    5.926 nm^2
X    0.333 1/um
Y    -0.000000000000000256 1/um
Angle    0.000 deg.
    Texture direction, Std    -89.296 deg
Texture direction index, Stdi    0.150
Rad. Wavelength, Srw    2.999 um
Rad. Wavelength Index, Srwi    0.0571
Wavelength    2.999 um
Frequency    0.333 1/um
Function Value    2.450 nm^2
X    
-0.000000000000000256 1/um
Y   0.333 1/um
Angle    90.000 deg.
FFT Power spectrum with hor. cross section line
Метрологический протокол
FFT Power spectrum with vert. cross section line
Метрологический протокол 
 
 

Технические характеристики

Методики Атомной силовой микроскопии

Контактная АСМ
Метод постоянной высоты
Метод постоянной силы
Контактный метод рассогласования
Метод латеральных сил
Отображение сопротивления растекания
Метод модуляции силы
Силовая микроскопия пьезоэлектрического отклика

Амплитудно-модуляционная АСМ
«Полуконтактный» метод
Метод отображения фазы
«Полуконтактный» метод рассогласования
Бесконтактный метод

Электростатическая АСМ
Контактная ЭСМ
ЭСМ
Сканирующая емкостная микроскопия
Кельвин зондовая микроскопия

Магнитная АСМ
Статическая МСМ
Динамическая МСМ
Диссипативная силовая микроскопия
  АСМ спектроскопия
Силовая спектроскопия
Отображение адгезионных сил
Амплитудная спектроскопия
Фазовая спектроскопия
Частотная спектроскопия
Резонансная спектроскопия

СТМ методики
Метод постоянного тока
Метод постоянной высоты
Отображение работы выхода
Отображение плотности состояний
I(z) Спектроскопия
I(V) Спектроскопия

Литография
АСМ анодно-окислительная литография
СТМ литография
АСМ литография - гравировка
АСМ литография - чеканка

Методики HybriD


Технические характеристики:

Сканер   100 x 100 x 12 мкм с датчиками обратной связи, 3x3x3 мкм без датчиков обратной связи
АСМ разрешение   0.01 нм
Контролируемые условия   Измерения на воздухе и в жидкости
Комбинированные оптические системы   Встроенная 100-кратная оптическая USB система.
Внешняя 500x оптическая система
Конструкция   Настольный микроскоп, дружественный интерфейс и защита от случайных поломок

Сканер

Поле сканирования   Режим высокого напряжения: 100x100x12 мкм
Режим низкого напряжения: 3x3x3 мкм
Тип сканера   Метрологический пьезокерамический XYZ сканер с сенсорами обратной связи
Тип сенсоров   XYZ – сверхбыстрые емкостные датчики
Шум сенсоров   Низкошумящие XY сенсоры: < 0.3 нм
Низкошумящие Z сенсоры: < 0.03 нм
Линейность сенсоров   Метрологические XY сенсоры: < 0.1%
Метрологические Z сенсоры: < 0.1%
Общие параметры сканера   100x100x12 мкм с сенсорами. Разрешение: XY -0.3 нм,
Z – 0.03 нм. Линейность: XY - < 0.1%, Z - < 0.1%.
3x3x3 мкм без сенсоров. Разрешение: XY -0.05 нм,
Z – 0.01 нм

Образец

Диапазон позиционирования   12 мм
Разрешение позиционирования   1.5 мкм
Размер образца   до 1,5” X 1,5” X 1/2”,   35x35x12 мм
Вес образца   до 100 г
Тип системы подвода   Z – шаговый двигатель
Размер шага двигателя   230 нм
Скорость подвода   10 мм в мин
Алгоритм интеллектуального подвода   Встроенно в ПО (гарантированно зонд не касается
поверхности при подводе)

Сканирующие головки

АСМ головка для Si зондов   Доступна в спецификации . Все коммерческие зонды могут быть использованы
Тип детектирования   Лазер-фотодиод
Держатель зонда   Держатель для измерений на воздухе и держатель для измерений в жидкости.
Тип установки головки   Кинематическая установка. Точность установки 150 нм (снять/поставить)
СТМ АСМ головки для проволочных зондов   Доступна в спецификации.Вольфрамовые зонды для АСМ измерений (низкая стоимость экспериментов).
Pt|Ir проволока для СТМ
Тип детектирования   Пьезо для АСМ экспериментов
Держатели зондов   Для работы на воздухе и для работы в жидкости



Контроллеры

Цифровой профессиональный контроллер
 

Количество изображений снимаемых за один раз   до 16 шт
Число точек в изображении   До 8Kx8K
АЦП   500 КГц 16-бит АЦП
12 каналов (5 каналов с программно управляемым коэффициентом усилителей 1,10,100,1000)
Индивидуальный фильтр на каждом канале
Цифровой процессор   С плавающей точкой 320 МГц DSP
Цифровая обратная связь   Да 6 Каналов
ЦАП:   4 композитных ЦАПа (3x16 бит) для X,Y,Z, Сигнала смещения на образце
2 16-бит ЦАП для пользовательских сигналов
Контроль напряжения на XYZ сканере   Выход высокого напряжения: X, -X, Y, -Y, Z, -Z на -150 В +150 В
Выход низкого напряжения XY ± 10 В
XY С.КВ шум  в полосе 1000 Гц   0.3 мд С.КВ
Z С.КВ шум в полосе 1000 Гц   0.3 мд С.КВ
     
XY полоса пропускания   4 КГц (Режим низкого напряжения – 10 КГц)
Z полоса пропускания   9 КГц
Максимальный ток на  XY усилителях   1.5 мА
Максимальный ток на Z усилителях   8 мА
Интеграционная демодуляция на X,Y,Z емкостные сенсоры   Да
Мода открытой/ закрытой обратной связи на X,Y датчиках   Да
Диапазон настроек резонансных частот   5 МГц
Полоса пропускания системы детектирования   170 Гц-5 МГц
Полоса пропускания системы детектирования в режиме латеральных сил   170 Гц -5 МГц
Полоса пропускания системы детектирования двух дополнительных каналов   170 Гц -5 МГц
Напряжение смещения   ± 10 В в полосе пропускания 0 – 5 МГц
Модуляционные сигналы   На зонд (внешний выход);
На сигнал высокого напряжения X,Y, Z каналов (включая режим низкого напряжения);
Напряжение смещения;
Генерации для модуляции, доступные пользователям   2 шт,  0-5 МГц, 0.1 Гц разрешение
Контроллер шаговых двигателей   Два 16-бит  ЦАП, 20 В диапазон, максимальный ток 130 мA
Дополнительные цифровые входы/выходы   6
Дополнительные цифровые выходы   1
I2C шина   Да
    Макроязык
Максимальная длина кабеля   2 м
Компьютерный  интерфейс   USB 2.0
Напряжение питания   110/220 В
Потребление питания   ≤ 110 Вт

Интерфейс оператора

Система наведения лазера

Резонанс

Подвод

Сканирование

Силовые кривые

Литография

Вспомогательные элементы

Программа обработки изображений

Управление данными

Вспомогательные опции

Обработка изображений

Анализ данных

Скачать

Учебное пособие для студентов старших курсов ВУЗов

 

Аксессуары

   

СТМ головка

СТМ измерительная головка для проволочных зондов. Основные методики: СТМ, спектроскопии, токовая литография.

 
 
   

Держатель СТМ зондов

Держатель АСМ зондов используется с универсальной АСМ/СТМ головкй (Учебный набор). 

 
   

Устройство заточки проволочных зондов

Специальное устройство заточки (травления) для изготовления АСМ/СТМ зондов из вольфрамовой проволоки (Учебный набор).

 
 
 
Copyright © 2015 - 2017, NT-MDT SI