儀器介紹
掃描探針顯微鏡CSPM5500B
國際主流的研究級專業(yè)儀器
■ 國際主流的研究級專業(yè)儀器，集成原子力顯微鏡(AFM)，橫向力顯微鏡(LFM)，掃描隧道顯微鏡(STM)
■ 分辨率：原子力顯微鏡：橫向0.2nm，垂直0.1nm（以云母晶體標定）掃描隧道顯微鏡：橫向0.1nm，垂直0.01nm（以石墨晶體標定）
■ 高精度計量型儀器，采用NanoSensors提供的可溯源于國際計量權(quán)威機構(gòu)Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)的標準樣品進行校準
■ 掃描隧道顯微鏡包括恒流模式、恒高模式、I-V曲線、I-Z曲線等
■ 原子力顯微鏡具有接觸、輕敲、相移成像 (Phase Imaging) 等多種工作模式和力-距離曲線、振幅-距離曲線、相移-距離曲線等測量分析功能
■ 橫向力顯微鏡具有摩擦力回路曲線、摩擦力載荷曲線、摩擦力恒載荷曲線等多種摩擦學性能分析測量功能
■ 探頭配備合金密閉蓋，有效將探針-樣品體系與外界環(huán)境隔離，形成一個獨立的內(nèi)環(huán)境，內(nèi)置高精度溫濕度傳感器，探針-樣品體系溫濕度實時檢測并直接數(shù)顯，實現(xiàn)環(huán)境檢測掃描探針顯微鏡功能
■ 探頭密閉蓋預(yù)留大孔徑頂視窗，內(nèi)置亮度連續(xù)可調(diào)的無影光源，便于探針、樣品及掃描過程直接觀察和監(jiān)控；遠紫外石英玻璃頂視窗，便于樣品的實時寬光譜輻射的處理
■ 方便實用的高性能花崗巖底座懸掛減振系統(tǒng)，減振效果優(yōu)于1.5Hz
■ 一鍵式快速全程全自動進樣，無需手動預(yù)調(diào)，行程大于30mm，可容納超大樣品
■ 兩級可讀數(shù)樣品調(diào)節(jié)機構(gòu)，可對樣品進行精確的檢測區(qū)域定位
■ 一次掃描技術(shù)，圖像分辨高達4096×4096物理象素，微米級掃描即可得到納米級的實際信息
■ 主控制系統(tǒng)采用TI的DSP+RAM雙核信號處理器，內(nèi)置二代的實時操作系統(tǒng)spm/DNA，全數(shù)字控制，系統(tǒng)狀態(tài)、儀器類型、掃描器和探針架參數(shù)智能識別和控制，只需要更換探針架，即可自動切換儀器類型和模式
■ 先進PID反饋算法實現(xiàn)快速高精度作用力控制，確保系統(tǒng)在高速掃描中穩(wěn)定成像，實際掃描速度提升一個數(shù)量級
■ 多重針尖保護技術(shù)，有效延長探針使用壽命
■ 系統(tǒng)采用10M/100M快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet 10/100)或USB 2.0與計算機連接
■ 主控機箱前面板具有16×4液晶顯示屏，系統(tǒng)當前狀態(tài)實時顯示
■ 具備實時在線三維圖像顯示功能，便于用戶在檢測過程中隨時直觀獲得樣品信息
■ 具有簡體、繁體和英文三種語言版本的在線控制軟件和后處理分析軟件，基于新 Windows Vista開發(fā)，兼容Windows XP/2000/NT/9X全系列操作系統(tǒng)
■ 具備雙向掃描(Trace-Retrace)、往返掃描、線掃描等多種掃描模式，并具備自動更新掃描圖像亮度、對比度功能
■ 環(huán)境溫、濕度和系統(tǒng)參數(shù)與掃描圖像同步保存，圖像、曲線等結(jié)果均具有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，用戶可取得全部原始數(shù)據(jù)
■ 針尖表征及圖像重建功能(針尖形貌估計/圖像重建/用已知針尖重建圖像)
產(chǎn)品特點
接觸模式
接觸模式下，微懸臂探針緊壓在樣品表面，檢測時與樣品保持接觸，作用力(斥力)通過微懸臂的變形進行測量。在該模式下，探針和樣品表面相接觸，針尖與樣品局域直接相互作用，實現(xiàn)技術(shù)相對簡單，分辨率高，但成像時針尖對樣品的作用力較大，特別是掃描過程中，樣品受到探針因相對運動而產(chǎn)生的剪切力作用，故一般只適用于表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的樣品。
輕敲模式
輕敲模式下，系統(tǒng)產(chǎn)生一振動信號驅(qū)動微懸臂探針，使之處于共振狀態(tài)而上下振蕩。利用該微懸臂探針對樣品表面進行掃描，檢測因樣品表面起伏引起的微懸臂振幅的相應(yīng)變化，從而得到樣品的表面形貌。
該模式下，微懸臂處于上下振蕩狀態(tài)，掃描成像時針尖“敲擊”樣品表面，兩者間只有瞬間接觸，能有效克服接觸模式下因針尖的作用力(尤其是橫向力)引起的樣品損傷，適合于柔軟或吸附樣品的檢測。
相移模式
作為輕敲模式的一項重要擴展技術(shù)，相移模式通過檢測驅(qū)動微懸臂探針振動的信號源的相位角與微懸臂探針實際振動的相位角之差(即兩者的相移)的變化來成像。
引起相移的因素很多，如樣品的組分、硬度、粘彈性質(zhì)等，此外，當樣品表面存在裂道和狹縫，由于其邊緣對振動探針產(chǎn)生縱向摩擦，也會引起額外的相移。因此利用相移模式，可以在納米尺度上獲得樣品表面局域性質(zhì)的豐富信息。迄今相移模式已成為原子力顯微鏡的一種重要檢測技術(shù)。
技術(shù)參數(shù)
橫向力/摩擦力顯微鏡(LFM/FFM)
??????? 橫向力/摩擦力顯微鏡(LFM/FFM)的工作原理與接觸模式的原子力顯微鏡相似。
??????? 針尖壓在樣品表面掃描時，與掃描方向相反的橫向力使微懸臂探針左右扭曲。通過檢測這種扭曲，可獲得樣品在納米尺度局域上與探針的橫向作用力分布圖。
??????? 影響橫向力的因素很多，主要包括摩擦力、臺階扭動、粘性等，故利用橫向力顯微鏡可得到許多樣品表面的有用信息，主要用于樣品納米級摩擦系數(shù)的間接測量、表面裂縫及粘滯性分析等。
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