Сканирующая зондовая микроскопия

Сканирующий зондовый микроскоп Solver P47

Возможности методов зондовой микроскопии

Сканирующий зондовый микроскоп Solver P47 (корпорация NT-MDT, Россия) Исследование топографии, морфологии поверхности на атомарном уровне и объектов наноразмерного масштаба, применение для исследований и анализа на атомарном уровне комплексов адатомов, молекул, группировок атомов. Исследование физических, физико-химических свойств и химического состава локальных областей и объектов наномасштаба с использованием методов селективного взаимодействия зонда с поверхностью и методов селективных химических реакций.

Физические принципы

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) - прибор, дающий возможность исследования свойств поверхностей материалов от микронного до атомарного уровня в режимах сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и сканирующей силовой микроскопии (ССМ).

ССМ основана на зондировании поверхности образца специальным микрозондом. В процессе сканирования при помощи лазерной оптической системы регистрируется отклонение зонда, которое определяется различными физическими свойствами поверхности.

СТМ основана на регистрации туннельного тока, возникающего между проводящей иглой и образцом.

Возможности метода

РЭМ Изображение острия иглы СТМССМ позволяет изучать многие характеристики поверхности, такие как топография, трение, упругость, адгезия, поверхностная проводимость, распределение электростатических и магнитных сил и др. Использование резонансных методик позволяет исследовать мягкие и гелеобразные объекты.

СТМ применяется для исследования проводников и тонких пленок (или небольших объектов) нанесенных на поверхность проводника. Дает возможность получения изобра-жения рельефа, в режиме литографии позволяет проводить локальное воздействие на поверхность импульсами напряжений (изменять рельеф, физические и химические свойства поверхности), измерять вольтамперные характеристики в заданных точках.

  • Анализ распределения функциональных групп на поверхности органических мате-риалов
  • Исследование особенностей топографии и распределения сил трения на сколах материалов
  • Исследование процессов роста плазмоосажденных полимерных защитных пленок на поверхности металлов и сплавов
  • Определение размеров высокодисперсных частиц и исследование микроструктуры их поверхности
  • Исследование формы, размеров и распределения фазовых включений

Технические характеристики

  • Разрешение
  • Область сканирования 10*10*2 мкм
  • Минимальный шаг сканирования 0,001 нм
  • Температура до 150 °С
  • Размер образца 40*40*10 мм
  • Режимы контактная и полуконтактная моды
  • Среда измерений воздух, в контролируемые газовые и жидкие среды
  • Микрозонды кремниевые кантилеверы с радиусом закругления 10нм (ССМ) и платиновые иглы с радиусом кривизны иглы 3-5 нм (СТМ)

Сверхвысоковакуумный сканирующий туннельный микроскоп GPI-300

Возможности

Прибор позволяет получать изображения поверхности с атомарным разрешением при комнатной температуре образца и используется для изучения любых поверхностных про-цессов в режиме in vivo.

Данный прибор прошел апробацию в течение 5-ти лет в лаборатории поверхностных явлений ИОФ РАН. Основными объектами исследований являлись реакция хлорирования металлов и полупроводников, углеродные нанотрубки и радиационные дефекты на поверхности графита.

Области применения:

  • химические и фотохимические реакции,
  • катализ
  • напыление
  • полупроводниковые технологии
  • адсорбция
  • модификация поверхности ионами, электронами и другими частицами
  • исследование наноматериалов
  • нанотехнология
  • атомные манипуляции
Реконструированная поверхность кремния Si(111)(7x7) с атомарным разрешением
Островки хлорида меди

Технические характеристики (комнатная температура)

  • Максимальная область сканирования (X,Y,Z) с использованием высоковольтных усилителей 1.8x1.6x1.8 мкм3
    (ВВУ)без использования ВВУ 140х130х140 нм3
  • Минимальный шаг при сканированиис использованием ВВУ (X,Y)-0,3 A; (Z)-0.02 A
    без использования ВВУ (X,Y)-0.02 A, (Z)-0.0014 A
  • Область позиционирования (X,Z) 5x11 мм2
  • Разрешение Атомарное разрешение на металлах
  • Механизм подвода и позиционирования - пьезоинерционный
  • Диапазон туннельного тока 0,01-12 нА
  • Диапазон туннельного напряжения ±10 В с 16-ти-битным разрешением
  • Стационарный дрейф 0.1 нм/мин
  • Резонансная частота сканера 3 кГц
  • Тип обратной связи Цифровая
  • Размер образца (X,Y,Z) 10x6x2 мм3
  • Резонансная частота пружинного подвеса 1.2 Гц
  • Размер вакуумного модуля 200x200x630 мм3
  • Размер (тип) фланца вакуумного модуля 200 мм (DN160-CF)
  • Базовое давление в вакуумной камере 1x10-10 Торр
  • Совместимость с другими методами воздействия и анализа поверхности при сканировании:
    ионы, лазер, электроны, молекулы, оптическая спектроскопия.