Описание

Сканирующий зондовый микроскоп MultiMode с момента своего создания завоевал заслуженную популярность среди пользователей по всему миру и стал настоящей классикой среди зондовых микроскопов: по статистике научной периодики наибольшее количество СЗМ-изображений было получено именно на микроскопах MultiMode. Широчайший спектр методик для исследования физических свойств поверхности, надежность и потрясающая простота в использовании обеспечили такую популярность линейке микроскопов MultiMode.

Открытая архитектура микроскопа позволяет быстро менять сканирующие головки, сканеры и держатели кантилеверов, подавать на образец сигналы от внешних источников, устанавливать дополнительные модули.
Атомно-силовой микроскоп MultiMode 8 - это система последнего поколения в линейке MultiMode. Работая под самой новейшей электроникой, MultiMode 8, имеет еще больше возможностей и режимов сканирования, возможность быстрого сканирования без потери в разрешении, что, несомненно, делает его эталоном среди существующих атомно-силовых микроскопов. 

Области применения микроскопа: материаловедение, микробиология, нанотехнологии.

Несмотря на то, что больше всего атомно-силовой микроскоп MultiMode известен благодаря своему высокому разрешению, современный MultiMode® 8 использует эксклюзивную технологию компании Bruker PeakForce Tapping™, обеспечивающую получение новой информации, более быстрых результатов и увеличивающую простоту использования. Эксклюзивный режим ScanAsyst® позволяет получать изображение легче, быстрее и более стабильно путем прямого контроля силы взаимодействия зонда и образца и автоматической оптимизации параметров сканирования. ScanAsyst-HR обеспечивает в 6 раз более быстрое сканирование при еще большей продуктивности.

Количественное картирование свойств материала стало возможным благодаря новейшему режиму PeakForce QNM®, который анализирует каждое взаимодействие зонда и образца для выявления наномеханических свойств, в том числе модуль упргости, адгезию и деформацию. Его можно объединить с новым режимом PeakForce TUNA™ , что позволит не только осуществлять картирование проводимости даже на самых хрупких образцах, но и сопоставлять эту информацию с данными о механических свойствах материала. Благодаря этим и многим другим возможностям MultiMode 8 обладает универсальностью, которая поможет преуспеть и получить непревзойденные результаты практически в любой области исследований.

MultiMode 8 реализует следующие режимы работы:

• Контактный режим 
• Режим латеральных сил 
• Полуконтактный режим
• Режим регистрации фазы
• Двухпроходный режим
• Магнитно-силовая микроскопия
• Электросиловая микроскопия
• Кельвин-микроскопия (потенциал поверхности)
• Силовая спектроскопия (в т.ч. силовое картирование)
• Туннельная микроскопия и спектроскопия
• Режим торсионных колебаний
• Микроскопия пьезоотклика
• Режим Harmonix
• Наноиндентирование и Нанолитография
• Наноманипуляции
• Термическая микроскопия
• Микроскопия сопротивления растекания,
• Туннельная АСМ
• Проводящая АСМ 
• Емкостная микроскопия 
• Электрохимическая АСМ
• Электрохимическая СТМ
• Термостатирование образцов
• PeakForceTapping
• PeakForce QNM
• ScanAsyst

Режим PeakForce QNM

Режим PeakForce QNM (Quantitative Nanomechanical Property Mapping) является ядром новейшей системы ScanAsyst, разработанной для оптимизации качества изображений атомно-силовой микроскопии. Суть режима заключается в следующем: колебания зонда генерируются с помощью вертикальных перемещений трубки пьезосканера с частотой 2 кГц. При каждом касании острия кантилевера поверхности образца строится кривая силы взаимодействия зонд-образец. Максимальное значение этой силы используется в качестве сигнала обратной связи. При этом PeakForce QNM позволяет использовать значительно меньшие силы, чем традиционный полуконтактный (tapping mode) режим. Это делает возможным работу с особо деликатными образцами и сверхострыми зондами.

В отличие от полуконтактного режима, где силы взаимодействия зонд-образец это сложная функция параметров настройки, PeakForce QNM обеспечивает прямое измерение таких сил, что делает его мощным инструментом количественного анализа механических свойств материалов, таких как, адгезия, модули упругости и др. Поскольку силовая кривая строится в каждом пикселе изображения, разрешение полученной карты свойств поверхности равно разрешению топографии.

Основные преимущества PeakForce QNM :

• Высокое латеральное разрешение карт механических свойств материалов. Разрешение изображений составляет около 2 нм – типичное значение радиуса закругления кантилеверов Bruker.
• Количественные данные. Поскольку все механические свойства вычисляются на основе силовых кривых, полученные значения имеют количественный характер. Изображения механических свойств выдаются сразу со шкалой в абсолютных единицах.
• Чрезвычайно широкий диапазон значений измеряемых характеристик. Например, модуль упругости можно измерять в пределах 1 МПа – 100 ГПа, адгезию в пределах 10 пН – 10 мкН.
• Неразрушающие измерения. Силы взаимодействия зонд-образец существенно ниже, чем даже в полуконтактном режиме. Это делает возможным работу с особо деликатными образцами и сверхострыми зондами.
• Нет необходимости настройки резонансной частоты кантилевера. Частота колебаний зонда всегда постоянная – 2 кГц (1 кГц для микроскопа BioScope Catalyst).
• Возможность применения широкого диапазона зондов.
• Благодаря мощному контроллеру Nanoscope V, обеспечивающему высокую скорость обработки массива силовых кривых, изображения топографии и карт поверхности отображаются одновременно по 8-ми независимым каналам.

 

Изображения поверхности многослойного полимера, полученные в режиме PeakForce QNM. 
Размер скана 10х10 мкм. а) топография, б) адгезия, в) модуль упругости.

  ScanAsyst

 

Изображение периодической решетки, 
размер 1х1 мкм. Глубина канавки 65 нм, 
период 50 нм.

ScanAsyst - это первая интеллектуальная система, позволяющая автоматически оптимизировать качество изображений атомно-силовой микроскопии. ScanAsyst освобождает исследователя от необходимости настраивать параметры обратной связи (setpoint, feedback gains), скорость сканирования. Это делает процесс получения картинки не сложнее, чем выбор области сканирования, как на воздухе, так и в жидкости.

ScanAsyst основан на режиме PeakForceTapping (или как продолжение этого режима – PeakForce QNM (Quantitative Nanomechanical Property Mapping). Суть режима заключается в следующем: колебания зонда генерируются с помощью вертикальных перемещений трубки пьезосканера с частотой 2 кГц. При каждом касании острия кантилевера поверхности образца строится кривая силы взаимодействия зонд-образец. Максимальное значение этой силы используется в качестве сигнала обратной связи. Система автоматически анализирует получаемое изображение и «налету» оптимизирует параметры сканирования, делая качество картинки наилучшим.

Основные преимущества ScanAsyst:

• Неразрушающие измерения. Силы взаимодействия зонд-образец существенно ниже, чем даже в полуконтактном режиме. Это делает возможным работу с особо деликатными образцами и сверхострыми зондами;
• Нет необходимости настройки параметров сканирования (setpoint, feedback gains, скорость сканирования) и резонансной частоты кантилевера;
• Отличные результаты при работе в жидкостях т.к. значение параметра setpoint динамически подстраивается;
• Возможность профилирования узких и глубоких впадин и канавок.
• ScanAsyst также доступен как стандартная функция на атомно-силовых микроскопах Dimension Icon, Dimension Edge, Dimension FastScan и BioScope Catalyst. Возможен апгрейд более ранних систем, таких как MultiMode, Dimension.

 

Технические характеристики

База микроскопа (одна на выбор)	Standard – поддерживает все режимы без дополнительных модулей; Application module ready – поддерживает дополнительные опциональные модули; Non-magnetic application module ready – поддержка работы в магнитных полях
Сканеры (на выбор, как минимум один)	AS-0.5– 0.4мкм x 0.4мкм по XY и 0.4мкм в Z диапазоне; AS-12– 10мкм x 10мкм по XY и 2.5мкм в Z диапазоне (невертикальный подвод); AS-12VLR – 10мкм x 10мкм по XY и 2.5мкм в Z диапазоне (вертикальный подвод), Возможность работы в жидкости и 4-летняя гарантия от повреждения в жидкости; AS-130VLR – 125мкм x 125мкм по XY и 5мкм в Z диапазоне (вертикальный подвод), Возможность работы в жидкости и 4-летняя гарантия от повреждения в жидкости; AS-12NM – 10мкм x 10мкм по XY и 2.5мкм в Z диапазоне (невертикальный подвод), Из немагнитных материалов для работы в магнитных полях; AS-130NM – 125мкм x 125мкм по XY и 5мкм в Z диапазоне (невертикальный подвод), Из немагнитных материалов для работы в магнитных полях; PicoForce – 40мкм x 40мкм по XY и 20мкм в Z диапазоне, Широкодиапазонная обратная связь по Z для силовой спектроскопии. MMAFMXYZ – 100мкм x 100мкм по XY и 15мкм в Z диапазоне, Обратная связь по XY и Z координатам, не подходит для работы в жидкости
Стандартные аксесуары	Для всех кофигураций Multimode 8:   оптический микроскоп с десятикратным увеличением для наблюдения сверху за кантилевером и образцом (видеовыход захватывается и отображается в приложении NanoScope); держатель зонда для большинства режимов, включая проводящие методики; держатель зонда для режима торсионного резонанса (TRmode); начальный набор для МСМ, включающий тренировочные образцы и зонды; калибровочные решетки для калибровки сканера; набор зондов стандартных типов
Опциональные аксесуары	Доступно в качестве опций для всех конфигураций Multimode8:   держатель образца зонда для большинства режимов в жидкости; держатель зонда ScanAsyst-HR для высокоскоростного сканирования на воздухе в режиме ScanAsyst; технология PeakForce QNM для количественного наномеханического картирования; нагрев образца до 60°C (совместим со всеми сканерами); возможность работы при температурах от -35 до 250°C (включает сканер 125мкм x 125мкм XY и 5мкм Z диапазоне); контроль окружающей среды, для проведения исследований с контролем влажности; головка СТМ, стандартная и низкотоковая; электрохимические приложения (электрохимическая АСМ и СТМ); PeakForce TUNA; проводящая АСМ (CAFM); туннельная АСМ (TUNA); микроскопия токов растекания; сканирующая емкостная микроскопия; наноидентирование алмазным зондом; держатель зонда для режима модулирования силы; модуль ввода-вывода аналоговых и сигнальных каналов.
Вибрационная зашита (один вариант на выбор, или эквивалент пользователя)	Стол модели VT-102 размером 60 х 60х 78 см (предполагает наличие линии сжатого воздуха); Пассивная изолирующая платформа VT-50 размером 42 х 42 х 21 см (не требует сжатого воздуха); Изолированная платформа на эластичном подвесе TRVI (не подразумевает использования оптического микроскопа)
Уровень шума в режиме записи	< 0,3 Å (по Z, полуконтактный режим на воздухе в точке)
Максимальный размер образца	15мм диаметр, 5мм толщина
Соответствие нормам безопасности	Сертификат CE
Класс лазерного оборудования	Класс 2М, 1мВ, 690нм (IEC и US CDRH)