Универсальная автоматизированная система AFM-Raman, SNOM и TERS
NTEGRA Spectra II - это уже второе поколение измерительной системы, успешно демонстрирующей объединение двух миров: АСМ и Рамановскую спектроскопию.
От рельефного картирования до 2D спектрального анализа, от исследований электрических и механических свойств до оптических измерений с разрешением ниже дифракционного предела.Теперь ученые могут проводить единовременно полный физико-химический анализ поверхностных свойств образца.
В результате исследователи получают неограниченные возможности для развития своих лабораторных методик.
Зондово-усиленное Рамановское рассеяние (TERS) позволяет реализовать спектроскопию/микроскопию с нанометровым разрешением.
TERS визуалиция требует длительного контакта зонд-образец, но контактная АСМ разрушительна как для зонда, так и для образца.
Превосходной методикой для TERS исследований кантилеверного типа является HybriD ModeTM, позволяющая проводить длительные неразрушающие исследования, при одновременном проведении количественных наномеханических измерений.
Представленные результаты на примере чешуек оксида графена показывают, что HybriD ModeTM позволяет эффективно усиливать комбинационное рассеяние, и в то же время значительно снижает механическое воздействие на образец и на зонд при сканировании
Программа разработана с помощью нейронных сетей, обеспечивая автонастройки параметров сканирования для визуализации в АМ‑АСМ.
Автоматическая поддержка режимов притяжения (бесконтактного) и отталкивания (прерывисто-контактного).
Свободное от артефактов сканирование без парашютирования. Идеальная производительность на образцах любой морфологии.
- Оптические методы (цветное изображение, физико-химический анализ)
- Сканирующая зондовая микроскопия (рельеф, механические, электрические, магнитные и другие свойства поверхности)
- АСМ (СТМ) + оптические методы = резкое увеличение разрешения и чувствительности
* Совместимость с другой длиной волны по запросу
CdS нанопроволока была соединена с металлическим электродом проволокой из проводящего полимера. Зонд АСМ позиционировался на структуре с помощью оптического микроскопа. Благодаря форме АСМ зонда луч лазера может быть сфокусирован непосредственно на острие зонда.
АСМ изображение высокого разрешения представляет информацию о рельефе образца. Рамановское и люминесцентное изображения того же участка показывают разницу в химическом составе нанопроволок.
Быстрое рамановское картирование - важное условие для детектирования высокоскоростных процессов. Благодаря технологии сканирования с зеркалом с гальваническим приводом можно получить рамановскую карту выбранного диапазона со временем сбора данных до <50 мкс/точку, что составляет около 1 секунды/изображение.
Встроенные емкостные датчики позволяют позиционировать лазерное пятно с точностью менее 20 нм. Это особенно важно, когда нужно выбрать конкретную точку на полученной рамановской карте и расположить там лазерное пятно в течение длительного времени. Например, для поиска «горячей точки» в TERS или для поиска апертуры в SNOM.
NTEGRA Spectra II позволяет комбинировать разработанную ранее инновационную HybriD Mode™ (HD-AFM™ Mode) для исследований наномеханических свойств и Рамановскую спектроскопию для отображения химических свойств одной и той же области за одну измерительную сессию.
В прыжковой АСМ (HybriD Mode™) расстояние зонд-образец при сканировании изменяется по квазигармоническому закону с частотой порядка кГц. Таким образом, зонд испытывает силовое взаимодействие с образцом тысячи раз в секунду.Анализ кривых сила-расстояние позволяет отображать карты морфологических, наномеханических, электрических, тепловых, пьезоэлектрических и др. свойств образца с высоким пространственным разрешением и минимизированными латеральными силами.
Превосходный уровень обработки и анализа сигналов в реальном времени обеспечивается высокопроизводительными электронными компонентами и уникальными алгоритмами, реализованными в новейшем контроллере HD 2.0. Комбинирование прыжковой АСМ с новейшими методами оптической микроскопии и спектроскопии открывают новые возможности использования зондово-усиленного КР (TERS) и рассеивающей сканирующей ближнепольной оптической микроскопии (s-SNOM).
Принцип усиленного рамановского (комбинационного) рассеяния на зонде и другие оптические методы с использованием зонда (слева). Локализованный поверхностный плазмон (колебания электронной плотности) на кончике металлического TERS зонда (наноантенна), приводящий к локализации и усилению света на кончике зонда (справа)
Зондово-усиленное рамановское (комбинационное) рассеяние (TERS, nano-Raman) — это метод усиления слабых рамановских сигналов и получения рамановских изображений сверхвысокого разрешения с пространственным разрешением ~10 нм. Нано-рамановская визуализация дает уникальную информацию о структуре и химическом составе образца в нанометровом масштабе.
В TERS острый металлический зонд (наноантенна) используется для локализации и усиления оптического поля на кончике зонда (рис. 1а). Усиление света обычно достигается, когда возбуждающее лазерное излучение находится в резонансе с локализованным поверхностным плазмоном на кончике TERS зонда (рис. 1b). Усиление напряженности электромагнитного поля (света) на кончике зонда TERS может достигать многих порядков. При TERS картировании образец сканируется относительно наноантенны; измеряется усиленный рамановский сигнал, локализованный вблизи вершины зонда, что приводит к получению рамановских карт поверхности образца с разрешением в нанометровом масштабе.
НТ-МДТ разрабатывает и поставляет уникальное оборудование для интеграции АСМ с различными методами оптической микроскопии и спектроскопии. Компания НТ-МДТ первой представила интегрированный АСМ-рамановский прибор в 1998 году и в настоящее время является ведущим разработчиком и поставщиком таких приборов по всему миру.
Прибор НТ-МДТ АСМ-Раман успешно используется для TERS (нано-Раман) картирования различных объектов с пространственным разрешением до 10 нм: графена и других углеродных наноматериалов, полимеров, тонких молекулярных слоев (в том числе монослоев), полупроводниковых наноструктур, липидных мембран. , различные белковые структуры, молекулы ДНК и т.д.
Ссылки на соответствующие публикации можно найти по адресу Дополнительная информация.
В результате комплексных исследований, проведенных совместно с заказчиками и партнерами, НТ-МДТ теперь может предложить своим заказчикам АСМ-рамановских спектрометров воспроизводимые зонды TERS кантилеверного типа. Зонды изготавливаются на основе так называемых кремниевых кантилеверов «Top Visual» АСМ (рис. 2). Применяется специальная запатентованная подготовка зонда и металлическое покрытие TERS.
Зонды АСМ могут иметь различную жесткость и могут быть оптимизированы для контактного и бесконтактного режимов.
Выступающая «носовая» форма зондов позволяет сфокусировать луч рамановского лазера на кончике зонда сверху: для использования с непрозрачными образцами.
Зонды обеспечивают гарантированную производительность TERS на тестовом образце (органические молекулы на подложке Au):
СЭМ-изображение АСМ-зонда «Top Visual». Выступающая геометрия зонда обеспечивает оптический доступ к апексу сверху (слева). Экспериментальная конфигурация TERS (справа)
СЭМ-изображение АСМ-зонда «Top Visual». Выступающая геометрия зонда обеспечивает оптический доступ к апексу сверху (слева). Экспериментальная конфигурация TERS (справа)
Также доступны зонды STM TERS (электрохимически вытравленные металлические провода) и зонды TERS, прикрепленные к камертону.
Зонды NT-MDT TERS достигают своих самых высоких характеристик с уникальным прибором AFM-Raman от NT-MDT, специально разработанным для исследований TERS.
Датчики поставляются только для использования с приборами NT-MDT. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
Дополнительная техническая информация о кантилеверах TERS: http://www.ntmdt-tips.com/products/group/ters-afm-probes-new
