Certus Optic I — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и оптический инвертированный микроскопы

Certus Optic I — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и оптический микроскопы

Атомно-силовой (АСМ) Certus Optic I на базе инвертированного микроскопа Olympus  IX71

Certus Optic I – сканирующий зондовый микроскоп (атомно-силовой микроскоп), совмещенный с оптическим микроскопом исследовательского класса. Комплекс Certus Optic I предназначен для работы с методиками оптической и атомно-силовой микросокопии при исследовании биологических объектов и полимерных плёнок.


В состав Certus Optic I входят:

  • сканирующая XYZ СЗМ головка Certus для получения АСМ изображений (топографии в общем случае) и/или позиционирования зонда относительно поверхности образца;
  • устройство позиционирования и сканирования (XY(Z) пьезостолик) Ratis для позиционирования образца относительно поля зрения микроскопа и/или проведения сканирования образцом;
  • классический инвертированный оптический микроскоп для отображения объекта исследований и наведения зонда на объект исследований или позиционирование образца относительно поля зрения микроскопа;
  • устройство позиционирования образца для выбора участка на поверхности или в объеме;
  • цифровая видеокамера для визуализации наблюдаемого изображения на компьютере и фиксации изображений;
  • единый СЗМ контроллер EG-3000 для управления всеми частями комплекса;
  • программное обеспечение NSpec.

 

Дополнительные опции:

Атомно-силовой (АСМ) Certus Optic I на базе инвертированного оптического микрокопа Olympus IX71

  • Жидкостная ячейка для работы в естественной среде с биологическими объектами;
  • Однокоординатная Z-подвижка Vectus для объектива для дополнительной точности фокусировки, автоматической фокусировки и получения послойных широкопольных 3D изображений;
  • Флюоресцентный модуль для использования методик флюоресцентной микроскопии;
  • Автоматизация позиционирования образцов и сканирующей головки;
  • Автоматизации АСМ.


 

 

 

 

Режимы работы СЗМ модуля:

 


Основные методики
1
Сканирование зондом и сканирование основанием
1.1
Атомно-силовая микроскопия*
1.1.1
Контактная атомно-силовая микроскопия (АСМ)
в базовой комплектации
1.1.2
Резонансная полуконтактная (АСМ, "тейпинг")
в базовой комплектации
1.1.3
Резонансная бесконтактная (АСМ)
в базовой комплектации
1.1.4
Отображение фазы
в базовой комплектации
1.1.5
Отображение сил адгезии
в базовой комплектации
1.1.6
Силовая спектроскопия
в базовой комплектации
1.1.7 Отображение латеральных сил
в базовой комплектации
1.2 Магнитно-силовая микроскопия*
1.2.1 Магнитно-силовая микроскопия
в базовой комплектации
1.3 Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)*
Требуется использование специализорованного держателя зонда
1.3.1
Метод постоянного тока
с испльзованием носика для СТМ
1.3.2
Отображение работы выхода
с испльзованием носика для СТМ
1.3.3
Отображение плотности состояний
с испльзованием носика для СТМ
1.1.2
СТМ спектроскопия
с испльзованием носика для СТМ
1.4
Токовая и ёмкостная сканирующая зондовая микроскопия*
Требуется использование специализированного держателя зонда
1.4.1
Сканирующая ёмкостная микроскопия
с использованием специализированного носика
1.4.2
Сканирование зондом Кельвина (метод Кельвина)
с использованием специализированного носика
1.4.3
Электро-силовая микроскопия
с использованием специализированного носика
1.4.4
Отображение сопротивления растекания тока

1.5
Многопроходные методики*
Для реализации совмещенных методик
1.5.1
Двухпроходные методики (АСМ+МСМ и подобное)
Реализовано
1.5.2
Методы постоянной высоты (АСМ, СТМ и подобное)
Реализовано
1.6
Литография*

1.6.1
АСМ литография в контактном режиме
Реализовано
1.6.2
АСМ литография в динамическом режиме Реализовано
1.6.3
СТМ литография
Реализовано
1.6.4
Анодно-окислительная литография
Реализовано
1.7
Другие методики*
Существует несколько десятком специализированных СЗМ методик, требует специализированных держателей зонда
1.8
Методики сканирующей ближнепольной микроскопии
см. Certus NSOM
*
Зонды и держатели зондов
Многие методики требуют использования специализированных зондов и держателей зондов

 

Преимущества Certus Optic I:

  • cканирующее основание Ratis (XY(Z) пьезосканер) позволяет позиционировать объект исследований с точностью до нескольких долей нанометра;
  • cканирующая XYZ СЗМ головка Certus позволяет установить зонд сканирующего зондового микроскопа точно над выбранным участком;
  • cканирование возможно проводить как сканирующим основанием, так и сканирующей головкой. В общем случае сканирование по XY проводится основанием, а по Z сканирующей головкой (опционально в в комплекс устанавливается XYZ сканирующее основание);
  • cканирующая головка и основание – плоскопараллельные сканеры, лишенные традиционных искажений изображения при использовании сканера на пьезотрубках;
  • интеграция с инвертированными оптическими микроскопами предназначена для работы с биологическими объектами и полимерами;
  • инвертированный оптический микроскоп позволяет использовать необходимые оптические методики исследования для выделения интересных с точки зрения исследователя объектов и наведения на них иглы СЗМ. В качестве оптического микроскопа может выступать продукция Olympus, Nikon и других производителей. Так же возможна интеграция СЗМ с уже имеющимися у исследователя микроскопами;
  • подставка снабжена независимыми системами позиционирования образца и головки, что позволяет проводить "грубое" позиционирование образца для выделения необходимой области;
  • модульная конфигурация и открытый дизайн, позволяющие интегрировать Certus Optic с другим оптическим и спектральным оборудованием.

Certus Optic I – незаменимый инструмент для исследования физико-химических свойств поверхности в таких областях, как:

  • биология;
  • химия;
  • физика.

В частности исследование свойств:

  • покрытий;
  • полимеров (в том числе жидких кристаллов и композитов);
  • полупроводников;
  • биологических объектов (особенно в совокупности с флуоресцентной микроскопией;
  • MEMS и других электронных компонентов.

Сканирование поверхности полимера.

Оптическое изображение.

Объектив 40х

 

Сканирующее основание

Конструкция сканирующего  основания позволяет сохранить полную функциональность оптического      микроскопа

Основные идеи, заложенные в Certus Optic:

Certus Optic I - основные принципы


  • Использование исследовательского оптического микроскопа снимает ограничения атомно-силового микроскопа, связанные с трудностью поиска объекта исследования на поверхности образца;
  • Атомно-силовой микроскоп позволяет исследовать поверхность объектов за пределами разрешающей способности оптического микроскопа и получать истинно трехмерный рельеф поверхности образов;
  • Объекты исследования могут находиться в нативном состоянии при исследованиях ниже дифракционного предела.

 

 

Микроскопическое изображение клетки. Проходящий свет. Объектив 40х


АСМ изображение клетки. Полу-контактный режим сканирования. Топография.


АСМ изображение клетки. Полу-контактный режим сканирования. Топография 3D

АСМ изображение клетки. Полу-контактный режим сканирования. "Фаза".

Держатели зондов. Для     кантилевера и tuning fork.

СЗМ Головка поддерживает несколько типов съемных держателей зонда: для стандартных кантилеверов, для зондов туннельной микроскопии, для зондов типа tuning fork с вертикальным или горизонтальным расположением и для других типов. По требованию заказчиков наши инженеры могут разработать крепление практически под любые оригинальные зонды.

Для смены режима работы сканирующего зондового микроскопа достаточно сменить держатель зонда и подключить разъем.

При установке сканирующего зондового микроскопа в инертные боксы, ламинары, чистые зоны рекомендуется использовать несколько держателей с уже установленными зондами. В этом случае через перходные камеры и шлюзы перемещаются только держатели. Непосредственно сам микроскоп перемещать не нужно.

Сканирование поверхности биологического образца.

Оптическое изображение.

Объектив 40х.

Кроме того, отдельные части Certus Optic I возможно использовать как самостоятельное исследовательское оборудование. В частности:

  • Ratis – для позиционирования образцов (в плоскости XY) с точностью долей нанометра;
  • Certus (модификация Certus Standard) – как сканирующий зондовый микроскоп для исследования физико-химических свойств поверхности;
  • Оптический микроскоп – для не связанных с СЗМ микроскопических исследований.

Также возможна модернизация Certus Optic I до сканирующего зондово-оптического микроспектрометра Centaur.

Certus Optic I является существенной частью любой экспериментальной установки по исследованию TERS/FRET эффектов.

 

Дополнительные опции:

  • флюоресцентный модуль для методик флюоресцентной микроскопии;
  • NSOM модуль для методик сканирующей ближнепольной оптической микроскопии;
  • однокоординатная пьезоподвижка Vectus.

Certus Optic I - основные модули

A - Оптический микроскоп
B - СЗМ Certus
C - Сканирующее основание и подвижка для образца
D - Однокоординатная подвижка для объектива

Основные параметры базовой конфигурации сканирующего зондового микроскопа Certus Optic:


Основные параметры
1
СЗМ
1.1
СЗМ головка
1.1.1
Встроенный XYZ сканер
1.1.1.1
Поле зрения СЗМ (диапазон сканирования) 100x100x15 μм
1.1.1.2
Резонансные частоты XY 1 кГц
1.1.1.3
Резонансные частоты Z 7 кГц
1.1.1.4
СЗМ пространственное разрешение (XY, латеральное) <1 нм
1.1.1.5 СЗМ пространственное разрешение (Z, вертикальное) <0.1 нм
1.1.1.6 Остаточная нелинейность <0.3%
1.1.2 Датчики перемещения
1.1.2.1 Тип датчиков Ёмкостные
1.1.2.2 Принцип измерения Время-цифровые преобразования
1.1.3 Система подвода сканирующей головки
1.1.3.1 Минимальный шаг 1 μм
1.1.3.2 Реализация системы подвода сканирующей головки Шаговые двигатели
1.1.3.3 Число шаговых двигателей 3
1.2 Сканирующее основание
1.2.1 Встроенный XY плоско-параллельный сканер
1.2.1.1 диапазон сканирования/позиционирования XY 100x100 μм
1.2.1.2 Резонансные частоты XY 1 кГц
1.2.1.3 Остаточная нелинейность ≤0.3%
1.2.2 Датчики перемещения
1.2.2.1 Тип датчиков Ёмкостные
1.2.2.2 Принцип измерения Время-цифровые преобразования
1.3 Позиционирование образца
1.3.1 Диапазон "грубого" позиционирования образца 5x5 мм
1.3.2 Реализация системы "грубого" позиционирования Микровинты
1.3.3 Точность позиционирования ~ 5 μм
2 Оптический микроскоп
2.1 Тип, марка и комплектация микроскопа
В базовой комплектации устанавливается оптический микроскоп Olympus IX 71

Certus (СЗМ) drawings Certus Optic (СЗМ) drawings Ratis Drawings

 

 


Нано Скан Технология

доступные инновации