Сканирующий зондовый микроскоп
ФемтоСкан Онлайн
Техническое описание
Сканирующий зондовый микроскоп «ФемтоСкан Онлайн» предназначен для наблюдения морфологии поверхности и локальных свойств образцов с субнанометровым пространственным разрешением на воздухе, в жидких средах. Принцип действия основан на перемещении зонда над поверхностью и регистрации его отклонения в результате взаимодействия с поверхностью. Выбор сигнала, используемого для регистрации расстояния между зондом и поверхность, обуславливает название режима сканирования. В атомно-силовом режиме это силы отталкивания атомов зонда и образца, в туннельном режиме это туннельный ток между зондом и образцом. Высокое разрешение достигается за счет использования специальных зондов с тонким острием.
«ФемтоСкан Онлайн» является сканирующим зондовым микроскопом, в котором впервые в мире реализована технология дистанционного управления прибором и анализа данных через сеть Интернет. Это позволяет осуществлять полномасштабные измерения с любого компьютера, подключенного к локальной сети или сети Интернет, при этом неограниченное количество санкционированных сетевых пользователей могут иметь доступ к данным эксперимента в реальном масштабе времени и осуществлять самостоятельные анализ, обработку и построение трехмерных изображений.
Микроскоп позволяет проводить измерения на воздухе и в жидких средах. Он предназначен для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований, а также для организации экспериментального дистанционного образования студентов в области практической нанотехнологии.
для получения дополнительных сведений просто наведите курсор на интересующую Вас часть.
Установка микроскопа состоит из нескольких основных и второстепенных блоков, деталей и соединительных элементов, в соответствии с комплектацией (Приложение 1). На рис. 1 представлен общий вид микроскопа. Блок управления 1 соединяется с блоком преобразователей 2 посредством кабеля «блок управления – блок преобразователей» 16. Блоки 1 и 2 подключаются к сети посредством кабеля сетевого 21. Блок управления выполнен на базе персонального компьютера под управлением операционной системы Microsoft™ Windows XP. В состав программного обеспечения входят следующие наименования:
- Программа управления сканирующим зондовым микроскопом и обработки изображений «FemtoScan Online» (св-во о регистрации компьютерных программ № 2002612063).
- Пакет программ OpenOffice.org (распространяется на бесплатной основе, сайт в Интернет www.openoffice.org)
- Программа Adobe Acrobat Reader (распространяется на бесплатной основе, сайт в Интернет www.adobe.com)
К блоку преобразователей подсоединяется блок пьезоманипулятора 3. Для соединения используется кабель, встроенный в блок 3. Внутри блока 3 установлен прецизионный позиционирующий элемент, выполненный из пьезоэлектрического материала. Грубое позиционирование по вертикальной оси выполняется с помощью установленного внутри блока 3 шагового двигателя. В торце позиционирующего элемента установлен магнитный держатель. В целях виброизоляции блока 3 используется подставка виброзащитная 6.
Для сканирования в различных режимах используются головки, устанавливаемые на поверхность блока 3. Грубое позиционирование в горизонтальной плоскости осуществляется вручную путем перемещения головки. Для повышения точности позиционирования рекомендуется использовать оптический короткофокусный микроскоп-монокуляр с 20-кратным увеличением на длинном штативе и подсветку. После окончания грубого позиционирования монокуляр следует отвести, а подсветку выключить.
Для работы в режиме СТМ (сканирующая туннельная микроскопия) используется головка СТМ 5 и столик СТМ 10. Головка 5 соединяется со встроенным кабелем блока 3, столик 10 соединяется с одиночным выводом встроенного кабеля блока 3. В держатель головки устанавливается металлическая проволока диаметром 0.1 мм. Конец проволоки рекомендуется скусывать чистыми лабораторными ножницами.
Для работы в режимах АСМ (атомно-силовая микроскопия) и РАСМ (резонансная атомно-силовая микроскопия) используется головка РАСМ 4. Соединение головки 4 с блоком 3 выполняется встроенным кабелем. Для работы в режиме РАСМ необходимо соединить головку 4 с блоком преобразователей кабелем «резонансный режим» 17. Для работы в режимах АСМ и РАСМ на открытом воздухе используется держатель зонда РАСМ 12. Для установки образца используется, в зависимости от высоты образца, один из столиков h3 7, h4 8, h5 9. Для нанесения образца в качестве подложки рекомендуется использовать слюду. Крепление подложки к столику рекомендуется осуществлять двусторонним скотчем. Установку столика на позиционирующий элемент рекомендуется производить пинцетом, выполненным из немагнитного материала. Для сканирования в режиме АСМ используются зонды АСМ 19 различной жесткости. Для сканирования в режиме РАСМ используются зонды РАСМ 20 различной жесткости. Установку зонда рекомендуется производить пинцетом с тонкими концами, изготовленным из немагнитного материала. Для установки зонда в держатель 12, держатель необходимо перевернуть и нажать на него, установить зонд под упругую планку, после чего отпустить держатель 12.
Для сканирования на воздухе с термостатированием используется столик термостатируемый 14. Соединение столика с блоком преобразователей осуществляется кабелем «термостат» 15.
Для сканирования со снятием резистивного сигнала держатель зонда 12 соединяется с головкой 4 посредством кабеля «резистивный режим» 18. При этом в качестве столика используется столик 10, и одиночный вывод кабеля 18 соединяется с одиночным выводом столика 10.
Для сканирования в жидкости (с опциональным термостатированием) используются держатель зонда для жидкостной ячейки 13, жидкостная ячейка с термостатированием 11, и кабель 15. Для компенсации испарения жидкости рекомендуется подливать необходимые количества с помощью шприца емкостью 2?5 мл с установленной тонкой иглой. Для установки зонда в держатель 13, держатель необходимо перевернуть и нажать на него, установить зонд под проволочную перемычку, после чего отпустить держатель 13.
|