发布时间:2011-04-01 00:00 原文链接: 可控气氛扫描探针显微镜WETSPM系列

可控气氛扫描探针显微镜WET-SPM系列
可控气氛扫描探针显微镜WET-SPM系列
岛津制作所
岛津

仪器简介:

    可以在真空,各种气体(氮,氧等),可控湿度,温度,加热,低温,气体吹扫等气氛中进行观察,样品处理。


技术参数:

    可进行气氛控制下的SPM观察。可控制全体周围环境,通过大型观察孔和一双操作手套,可自由地在分析室内部进行前处理。作为in-Situ SPM 可追踪使温度、湿度、压力、光量、浓度等发生变化时的样品变化。


主要特点:

    ●手套孔 2个(两轴)
●真空泵 旋转泵 涡轮分子泵(选配)
●减振机构 内装空气弹簧式减振台
●加热/冷却机构,气氛吹扫机构等


控制气氛中的AFM观察


扫描探针显微镜SPM-9700HT通过添加控制气氛腔,就可以升级为可WET-SPM系列可控环境舱原子力显微镜。该系列最大限度地考虑了岛津独立自主研发的头部滑动机构、前面操作、全自动驱近、开放式头部等设计功能,全部可以在腔体内使用。这是SPM-9700HT的独有特点。特别适合在空气和水汽中易发生变化的样品的分析。

控制气氛腔

控制气氛腔是专为SPM-9700HT设计,与减震台一体化的具有手套箱的腔体系统。不仅样品,其所处的整个环境均可控制,因而可以在控制气氛下进行样品处理,并直接进行SPM观察。(日本专利号No.2612395,美国专利号No.5200616)通过大型观察窗和两个手套孔,在腔体内可以自由进行样品的前处理。尤其是在控制气氛腔体上添加相应的选购件,可以作为原位(in-situ)SPM,实时跟踪在改变温度、湿度、压力、光量和浓度等条件时样品表面的变化。SPM单元很容易从腔体的背面放进或取出,所以可以作为大气型和控制气氛型两用SPM使用。


WET-SPM系列 选购件


温度湿度控制单元

可以安装在气氛控制腔体内,对腔体内的温度和湿度进行控制。

气体湿度控制器

FC膜的环境温度 湿度控制


低温


高温

可以观察到湿度变化能够引起树脂膜表面的形状变化。均为数nm程度的细微形状变化,湿度升高时出现均匀隆起,表面膨胀。

高分子膜


低温


高温

通过气氛温度湿度的控制可以捕捉到高分子膜的形状变化。


 

吹起单元

安装备用孔,对样品进行微量吹气。

镍表面的实时变化

对还原后的清洁表面(左)开始吹一氧化碳时,观察到由于羰基络合物的形成产生的形态变化(右)。

(日本物质工学工业技术研究所(当时)提供)


 

样品加热冷却单元

放置好样品后,能够对样品进行加热或冷却。

树脂 冷却观察

在粘性像中,可以观察到有差异的两相。

冷却至-30°C

冷却后,粘弹性的差异消失。


 

样品加热单元

放置样品,对样品进行加热。
大气状态下也可使用。

聚合物膜的加热观察

30°C

50°C


 

光照单元

可以在样品表面照射光纤灯的光。
不包含光源和光线灯。在大气环境中同样适用。

SrTiO3上并五苯薄膜进行紫外光照射观察

t照射前

照射前

 

照射

照射40分後

照射40分後

并五苯薄膜一层为1.6nm,2~3层将会形成簇状。用波长为365nm的紫外光照射时簇状会逐渐散开,40分钟后簇状薄膜基本消失。这期间几乎没有任何图像飘移,可以在同一视野范围内进行观察。

(东京工业大学 新研发共同创造中心 松本先生提供)




气体引入机理:单流路自动控制

泵:机械泵160L/min,分子涡轮泵50L/sec

SPM-9700主要技术指标:

主要技术指标

观察模式 标准 接触模式
动态模式
相位模式
水平力模式(LFM)
力调制模式
矢量扫描模式
选购件 磁力(MFM)模式)
电流模式
表面电位(KFM)模式
分辨率 XY 0.2 nm
Z 0.01 nm
AFM头部 位移监测系统 光源/光杠杆/检测器
光源 激光二极管(On/Off均可)
更换样品无需调整光路
检测器 光敏二极管
扫描器 驱动元件 管状压电元件
zei大扫描范围
(X*Y*Z)
30μm×30μm×5μm (标准)
125μm×125μm×7μm (选购)
55μm×55μm×13μm (选购)
2.5μm×2.5μm×0.3μm (选购)
样品台 zei大样品形状 φ24mm×8mm
样品装载方式 头部滑动机构
悬臂安装状态下可直接装载样品
样品固定方式 磁性固定
Z轴驱动机构 驱近方式 全自动驱近
zei大可驱近范围 10mm
信号显示板 显示量 检测器的总入射光量(数字显示)
减震机构 减震台 SPM单元内置
光学显微镜观察 方式 分束器滑动机构
专用风挡 方式 无需或者使用气氛控制腔体
气氛控制 方式 无需改造SPM单元可直接导入气氛腔体

扫描范围:0.1nm扫描器zei大扫描范围

测定像素:2048*2048,1024*1024,512*512,258*258,128*128,64*64,32*32