NANOEDUCATOR II – учебный сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ, АСМ, СТМ) для преподавания основ зондовой микроскопии и нанотехнологии

НАНОЭДЮКАТОР II

Учебный сканирующий зондовый микроскоп для школьников, кадетов, студентов и курсантов

НАНОЭДЮКАТОР II – это сканирующий зондовый микроскоп, способный работать в качестве атомно-силового и сканирующего туннельного микроскопов (АСМ и СТМ). Характерной особенностью СЗМ НАНОЭДЮКАТОР II является использование проволочных (вольфрамовых, в частности) зондов для использования как в СТМ, так и в АСМ. В комплект его поставки входит устройство заточки зондов, позволяющее учащемуся самому изготавливать зонды для АСМ и СТМ. Таким образом, НАНОЭДЮКАТОР II сочетает в себе простоту в использовании, низкую стоимость эксплуатации и высокое пространственное разрешение при исследовании рельефа объектов и определении их физико-химических свойств. Это сочетание позволяет использовать НАНОЭДЮКАТОР II как в образовательных целях, так и в рутинных научных исследованиях.

Комплектация НАНОЭДЮКАТОР II включает базовый блок АСМ/СТМ комплекса СОЛВЕР Нано с универсальной АСМ/СТМ головкой, включая АСМ и СТМ вкладыши.

Сканирующий базовый блок
Содержит сканер, устройство позиционирования образца, встроенную USB видеосистему


Универсальная АСМ/СТМ головка
Допускает установку сменных вкладышей для СТМ/АСМ зондовых датчиков


АСМ/СТМ вкладыши
Вкладыши допускают установку проволочных зондов

Почему предмет «нанотехнология» интересен для системы образования?

Если говорить об использовании нанотехнологий в современной промышленности, то это огромный пласт современного производства в различных областях: добыча и переработка полезных ископаемых и другого природного сырья, производство элементов ИТ инфраструктуры, БиоФарм индустрия, машиностроение и многое другое.

Для любого исследования/разработки технологии на атомном масштабе необходимо иметь компетенции в смежных естественно-научных дисциплинах на их пересечении. Как только критические размеры функциональных объектов становятся менее 100 нм, перестает существовать дисциплинарный подход, потому что нельзя описать процессы и явления только на языке физики или только химии или только биологии. И при работе с объектами на атомном уровне между человеком-оператором и предметом исследования/разработки присутствует интерфейс в виде прибора, подключенного к компьютеру. Этот интерфейс выполняет роль «рук и глаз» оператора и он в своей основе использует математический аппарат и информационные технологии. Таким образом, при проведении исследований/разработок в области нанотехнологии в едином междисциплинарном пространстве задействован весь спектр естественнонаучных дисциплин: Физика, Химия, Биология, Математика, Информатика и Робототехника.

Тестовая структура.
Размер скана 70×70 мкм.
АМ АСМ

Индентирование индия.
Размер скана 70×70 мкм.
АМ АСМ

Атомная решетка ВОПГ.
Размер скана 2×2 нм. СТМ

Атомные ступени на графите.
Размер скана 800×800 нм.
АМ АСМ

Использование НАНОЭДЮКАТОР II с набором методических материалов для внеурочной и самостоятельной деятельности позволяет полностью соответствовать требованиям к организации учебной деятельности в соответствии с ФГОС последнего поколения.

Доступные методики зондовой микроскопии

Амплитудно-модуляционная АСМ,
режимы отталкивания и притяжения

Отображение рельефа
Отображение фазы
Отображение сигнала обратной связи

АСМ спектроскопия
Амплитудная спектроскопия

Силовая микроскопия

СТМ методики
Метод постоянного тока
Метод постоянной высоты

СТМ спектроскопия
I(z) Спектроскопия
I(V) Спектроскопия

Технические характеристики

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%


Образец

Диапазон позиционирования 12 мм
Разрешение позиционирования 1.5 мкм
Размер образца до   35x35x12 мм
Вес образца до 100 г
Тип системы подвода Z – шаговый двигатель
Алгоритм интеллектуального подвода Встроенно в ПО (гарантированно зонд не касается поверхности при подводе)


Сканирующие головки

Универсальная АСМ/СТМ головка для проволочных зондов Вольфрамовые зонды для АСМ измерений (низкая стоимость измерений).  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
Компьютерный  интерфейс USB 2.0
Напряжение питания 110/220 В
Потребление питания ≤ 110 Вт


Интерфейс оператора

  • Автоматическая настройка по одному клику любых доступных АСМ методик
  • Интерактивная система помощи


Резонанс

  • Автоматическая подстройка резонанса и сигнала фазы


Подвод

  • Автоматический интеллектуальный подвод к поверхности (гарантированно без контакта иглы и образца)
  • Ручное управление шаговыми двигателями
  • Осциллограф сигналов в реальном времени

Партнеры

Компания НТ-МДТ СИ является российским производителем уникального серийного оборудования для сегмента образования (ШКОЛА, ВУЗ, ССУЗ, Учебные центры, Центры повышения квалификации, Центры дополнительного образования), защищенного патентами и соответствующего Федеральному Государственному Образовательному Стандарту ФГОС последнего поколения.

Оборудование НТ-МДТ СИ, позволяет легко интегрировать его в междисциплинарные лабораторные классы (в том числе по Нанотехнологиям) для ведения проектной и исследовательской деятельности в рамках дополнительного образования.

В настоящее время более 600 школ и более 80 ВУЗов на территории РФ успешно функционируют и являются участниками проектов Регионального и Федерального уровней.

НТ-МДТ СИ приглашает партнеров, работающих в сфере поставок учебного оборудования в Регионах РФ, для взаимовыгодного взаимодействия. А также некоммерческих партнеров, работающих в области проектной и исследовательской деятельности молодых ученых (школьников и студентов), для информационной интеграции.

Аксессуары

СТМ головка

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

Держатель проволочных АСМ зондов

Держатель проволочных АСМ зондов с пьезотрубчатым резонансным датчиком. Используется с универсальной АСМ/СТМ головкой (Учебный набор).

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).

Термостолик

Термостолик позволяет производить нагрев образца с размерами до 12х15х2 мм до температуры 150 0С.

Скачать

Учебное пособие для студентов старших курсов ВУЗов

Свяжитесь с нами

Заполните форму для запроса дополнительной информации

Узнать больше