Атомно-силовой микроскоп НТ-МДТ ИНТЕГРА Спектра II

Описание:

Многофункциональная автоматизированная система для АСМ-Раман, СБОМ и TERS исследований

• Автоматизированный АСМ высокого разрешения
• Конструктивные решения, оптимизированные для TERS-экспериментов: оптический доступ сверху, снизу и сбоку
• Модульная оптическая система позволяет реализовать любую конфигурацию возбуждения и регистрации оптического отклика
• Автоматизированная настройка системы лазер-зонд-фотодиод
• Простая смена длины волны источника излучения АСМ регистрационной системы
• Легкая и точная настройка объективов

Начиная с 1998 г. НТ-МДТ успешно интегрирует АСМ с методами оптической микроскопии и спектроскопии. Поддерживаются более 30 базовых и продвинутых АСМ методик, включая HybriD ModeTM , предоставляя обширную информацию о физических свойствах оборазца.         

Интеграция АСМ с конфокальной рамановской/флуоресцентной микроскопией обеспечивает широчайший набор дополнительной информации об образце. Одновременное получение АСМ и рамановских изображений точно той же области образца предоставляет комплементарную информацию о физических свойствах (АСМ) и химическом составе (Раман) образца. Благодаря зондово усиленному КР (Tip Enhanced Raman Scattering, TERS) ИНТЕГРА Спектра II позволяет проводить спектроскопию/микроскопию с нанометровым разрешением. Специально изготовленные АСМ зонды (наноантенны) могут быть использованы для TERS для локализации и усиления излучения в нанометровой области около кончика зонда. Такие наноантенны действуют как  “наноисточники” излучения давая возможность получения оптического изображения с разрешением лучше дифракционного предела (до ~ 10 нм).  

Другим подходом к получению оптических и спектроскопических изображений является сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (СБОМ), обеспечивающая разрешение, определяемое размером апертуры зонда (~ 100 нм).
 
 

Применения

Чешуйки графена на Si/SiO2

 
Принцип работы

 
Новая оптическая схема состоит из трех независимых каналов возбуждения образца с трех направлений – сверху, сбоку и снизу, разработанных в качестве независимых модулей. Открытый дизайн предоставляет большие возможности  в кастомизации системы. 

Основное преимущество сравнительно с известными оптическими схемами заключается в равной большой функциональности в каждом канале возбуждения. Каждый конкретный канал позволяет наблюдать образец с помощью объектива с коэффициентом усиления до 200x и сканировать образец возбуждающим лазерным лучом с длинами волн от 325 нм до 1064 нм* для получения рэлеевского и рамановского изображений. 

Лазерная система регистрация АСМ больше не использует рамановский объектив для  поддержания обратной связи АСМ.  Это позволяет быстро и легко менять объективы, которые фокусируются одну и ту же точку в пространстве. 

Направления возбуждения образца легко изменяемы и более того любые два различных канала из трех могут быть использованы для независимого возбуждения и регистрации рамановского сигнала. Автономный оптический перископ позволяет объединять систему АСМ-Раман с фактически всеми рамановскими спектрометрами доступными на рынке. 

Благодаря гибкому дизайну новая АСМ-Раман система может быть инсталлирована с  уменьшенным числом каналов, но с возможностью  установки дополнительных оптических каналов в качестве дополнительных модулей, даже если  они не были приобретены вначале.

* Совместимость с другой длиной волны по запросу          
 

Спецификация

Конфокальная микроскопия

Конфокальная рамановская/флуоресцентная/рэлеевская визуализация проводится одновременно с АСМ измерениями

Дифракционно ограниченное пространственное разрешение: <200 нм по XY, <500  нм по Z (с иммерсионным объективом)

Истинная конфокальность: моторизованный конфокальный пинхол для оптимального сигнала и конфокальности

Непрерывно перестраиваемый ND фильтр (диапазон 1-0.001) для прецизионного изменения  мощности лазерного излучения

Моторизованный расширитель пучка/колиматор: настройка диаметра и коллимирование лазерного луча для каждого лазера и каждого объектива

Полностью автоматизированное переключение между различными лазерами - за несколько кликов мыши

Полная 3D (XYZ) конфокальная визуализация с мощным инмтрументари ем анализа изображений

АСМ/СТМ: интеграция со спектроскопией

Низкошумящий АСМ: шум по Z <0,1 нм (СКО в полосе 10 1000 Гц)

Быстрая смена длины волны системы регистрации АСМ (670, 830, 1064 и 1300 нм), отстутствие паразитного влияния лазера АСМ на рамановскую спектроскопию

Автоматизированная настройка системы АСМ лазер, зонд, фотодиод

Не зависимая от объектива система АСМ регистрации

XYZ сканер с обратной связью closed-loop sample scanner 100x100x10 μm

Отслеживание фокуса: образец всегда в фокусе благодаря Z обратной связи АСМ, что позволяет получать высококачественные конфокальные изображения шероховатых и наклонных образцов

Сменные держатели зондов (АСМ, СТМ и др.). Поддерживаются все стандартные АСМ методики (включая КЗСМ, ОСР, ПСМ, СЕМ) в комбинации с конфокальной рамановской микроскопией

Нерезонансная методика HybriD™ для количественного и высокоразрешающего картирования локальных свойств за счет прямых и быстрых силовых измерений          

Спектроскопия

Очень высокая оптическая эффективность 520 мм спектрометра с четырьмя моторизованными решетками

Доступны видимый, УФ и ИК диапазоны 

Решетка Эшелле со сверхвысокой дисперсией; спектральное разрешение: 0.007 нм  (< 0.1 см-1)

Возможна установка до 3 различных детекторов: 

• ТЭ охлаждаемые (до -100 °C) CCD/EMCCD камеры
• ЛФД в режиме счета фотонов или FLIM детектор
• ФЭУ для быстрой конфокальной лазерной микроскопии

Гибкая моторизованная поляризационная оптика в каналах возбуждения и детектирования, поляри зационные рамановски е измерения

ТГц рамановская спектроскопия: <10 см-1 с Брэгговским объемным фильтром

Гиперспектральная визуализация (запись полного рамановского спектра в каждой точке 1D, 2D и 3D конфокального скана) с дальнейшим программным анализом

Система ввода-вывода излучения

Оптический доступ излучения к образцу сверху, снизу и под углом 30 градусов к плоскости образца

Использование высокоапертурных объективов одновременно с АСМ: до 1.45 NA для инверитированной, до 0.7 NA для прямой, до 0.7 NA для конфигурации с боковой засветой

Легкосменные объективы на кинематических держателях: точность <2 мкм

Двойное сканирование: сканирование образцом и сканирование лазерным пятном (для нахождения точки усиления TERS)

Сканирующие с обратной связью зеркала для точного позиционирования лазерного пятна на зонде (важно для СБОМ, TERS). Конфигурации с прямой, инвертированной и боковой засветкой: 50×50 мкм со 100× объективом

Детектируются все СБОМ сигналы: интенсивности лазерного излучения и флуоресценции, спектроскопия. Поддерживаются все СБОМ оптические схемы: на пропускание и отражение, сбора и рассеяния излучения (р-СБОМ)

Доступны все TERS геометрии:засветка/сбор сверху, снизу, сбоку