NTEGRA Helios

Проект реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям

Система ИК микроскопии и спектроскопии нанометрового пространственного разрешения с возможностью электрохимической микроскопии

Брошюра

Спросить эксперта

Рассеивающая сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия
Атомно-силовой микроскоп исследовательского класса с низким температурным дрейфом и высокой стабильностью
Сканирующая электрохимическая микроскопия с зондом капиллярного типа
HybriD Mode – семейство методов высокоскоростной прыжковой микроскопии для картирования наномеханических свойств поверхности

Рассеивающая сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (р-СБОМ)

НТ-МДТ Спектрум Инструментс представляет систему ИНТЕГРА Гелиос – рассеивающий сканирующий ближнепольный оптический микроскоп, способный работать в видимом, ИК и ТГц диапазонах, совмещенный с системой сканирующей электрохимической микроскопии.

АСМ зонд располагается в фокусе оптической системы, направляющей излучение ИК лазера на образец и собирающей оптический отклик. Собранное рассеянное излучение направляется в интерферометр Майкельсона для анализа его оптической амплитуды и фазы. Дальнепольная компонента собранного сигнала подавляется синхронным детектированием. Система ИНТЕГРА Гелиос позволяет детектировать амплитуду и фазу ближнепольного сигнала (способ детектирования оптической фазы защищен патентом РФ №2695027). Пространственное разрешение получаемых карт контрастов отражения и поглощения составляет около 10 нм и определяется только размерами острия зонда.

Сканирующая электрохимическая микроскопия с капиллярным нанозондом (СЭХМ)

Благодаря системе ИНТЕГРА Гелиос, совмещенной с системой сканирующей микроскопии, возможно измерение электрохимической активности различных топливных элементов с наноразмерным разрешением путем создания локальной электрохимической ячейки. Совмещенная система представляет собой капиллярный нанозонд, который заполняется катализатором, активирующим процесс зарядки-разрядки электрохимической ячейки. Исследованный образец представляет собой пленку с частицами CuHCF. Так, в процессе сканирования топографии поверхности проводится одновременная регистрация вольамперограммы в каждой точке сканирования, где катализация электрохимической активности проводится за счет раствора Li2SO4 в капиллярном нанозонде.

Приложен отрицательный потенциал при сканировании

Приложен положительный потенциал при сканировании

Примеры результатов в СЭХМ

Топография поверхности образца CuHCF

Карта электрохимической активностиобразца CuHCF

Фазовый переход пленки VO₂: переключение между проводящим и диэлектрическим состояниями

При нагреве пленка VO₂ демонстрирует фазовый переход между диэлектрическим и проводящим состояниями. Одни и те же участки были измерены при разных температурах. Светлые участки на изображении ИК отражения соответствуют проводящим доменам, темные участки — диэлектрическим доменам. Выше критической температуры проводящие домены смыкаются и пленка VO₂ становится проводящей на макроуровне.
Благодаря выполнению основных частей АСМ из титана система демонстрирует XY дрейф <1 мкм при нагреве от 27 ^оC до 67 ^оC, при этом перенастраивать оптику не требуется.

Наложенные на рельеф изображения контрастов отражения при 55 ^оС (слева) и при 67 ^оС (справа), λ= 10.6 мкм.
Образец представлен prof. Liu (Stony Brook University, New York, USA)

Визуализация профилей легирования полупроводниковых структур в ИК р-СБОМ

Благодаря разности характера взаимодействия ИК излучения с диэлектриками и полупроводниками с различными концентрациями носителей, ИК р-СБОМ позволяет визуализировать контрасты профилей легирования полупроводниковых структур.
Исследованный образце представляет собой пару соединенных сколов подложек кремния n-типа, в которых методом ионного легирования выполнены карманы р-типа с концентрацией носителей порядка 10²⁰ см^-3.

Рельеф образца (размер скана 5×3,4 мкм)

р-СБОМ сигнал, амплитуда, λ= 10,8 мкм

р-СБОМ сигнал, фаза, λ= 10,8 мкм

р-СБОМ в видимом спектральном диапазоне

Высокая стабильность и низкие дрейфовые характеристики системы ИНТЕГРА Гелиос позволяют проводить р-СБОМ измерения не только в микронном, но и в видимом спектральном диапазоне.
К примеру, удается визуализировать рассеяние поверхностной волны на дефекте, инициированное излучением лазера на длине волны 633 нм

Рельеф образца (размер скана 50×50 мкм)

р-СБОМ сигнал, амплитуда, λ= 633 нм

р-СБОМ сигнал, фаза, λ= 633 нм

СПЕЦИФИКАЦИЯ ИНТЕГРА Гелиос

Лазеры и система ввода излучения

Подключение по оптоволокну для переключения между лазерными источниками. Также возможно прямое подключение лазеров

CO₂ лазер: термоэлектрическое охлаждение, стабилизация, программный контроль длины волны CO₂ в диапазоне 10.3‑10.8 мкм. Высокая стабильность мощности излучения: вариация мощности менее чем +/-0.25% в течение 30 минут

Перестраиваемые источники среднего ИК диапазона 4 мкм - 11 мкм, свободные от перескоков мод: типичный диапазон перестройки источника до 60 см^-1

Аттенюаторы обеспечивающие уменьшение мощности лазерного излучения без смещения лазерного пучка. Уровни пропускания: 0.05, 0.12, 0.2, 0.25, 0.45

Интерферометрическая система

Компактный размер: Занимаемая площадь 45х30 см (45х75 см включая основание АСМ)

Стандартный объектив с апертурой 0.35 NA. Широкополосный (3-12 мкм) ИК светоделитель оптимизированный для р-СБОМ

Перемещение зеркала опорного луча и юстировка плеча интерферометра по углу наклона осуществляется пьезоприводами с обратной связью, что обеспечивает удаленную оптимизацию интерферометра

Низкошумящий КРТ приемник с азотным охлаждением: <30 нВ/√Гц в полосе 100 кГц – 1 МГц

Открытый дизайн: легкосъемный защитный кожух обеспечивает прямой доступ к интерферометру. Возможность добавления или замены оптических элементов

Модульная конструкция: все важные компоненты заменяемы, включая модуль прямого ввода излучения, детектор, светоделитель, коллимирующие и фокусирующие линзы

HeNe лазер для трассировки ИК луча и настройки оптической системы

АСМ

Высококачественный АСМ с низким уровнем шума: Z-шум<0.05 нм (СКО в полосе 10-1000 Гц)

10 нм АСМ и р-СБОМ (s-SNOM) пространственное разрешение
Низкий уровень дрейфа системы позволяет минимизировать паразитный сдвиг фазы между зондом и зеркалом интерферометра

Стабильные АСМ характеристики при высоких температурах: нагрев до 150 ^оC при помощи стандартного нагревательного столика

XYZ сканер с емкостными датчиками перемещения. Диапазон 100x100x10 мкм

Подвод образцом. Различная высота образца не требует оптической подстройки после смены образца

Автослежение за фокусом: область под зондом всегда в фокусе благодаря системе обратной связи и Z сканеру образца

Поддерживаются все стандартные АСМ и самые современные методы (включая KPFM, SRI, PFM, SCM)

Нерезонансная методика HybriD™ для картирования количественных наномеханических характеристик и физических свойств за счет прямых силовых измерений

СЭХМ

Позиционирование нанопипетки по оси Z осуществляется с помощью Z‑платформы до 25 мм с точностью до микрометра

Встроенный пьезопривод обеспечивает перемещения до 25 мкм с разрешением в нанометровом диапазоне

Доступно также перемещение по осям XY до ± 6,5 мм

Совмещение рабочих областей СЭХМ, АСМ и ИК р-СБОМ по трассировочному лазеру интерферометрической системы

Свяжитесь с нами

Заполните форму для запроса дополнительной информации

Узнать больше