Stampa

NTEGRA Prima è un sistema multifunzionale per svolgere i compiti più comuni nel campo della microscopia a scansione di sonda (Scanning Probe Microscopy). 

Informazioni generali

NTEGRA Prima è un sistema multifunzionale per svolgere i compiti più comuni nel campo della microscopia a scansione di sonda (Scanning Probe Microscopy). Il sistema permette di utilizzare oltre 40 metodi di misura, permettendo di analizzare proprietà chimiche e fisiche di una superficie con grande precisione e risoluzione. E`inoltre possibile svolgere esperimenti in aria, in liquido o in ambienti controllati.

L'elettronica di nuova generazione permette di utilizzare tecniche di analisi ad alta frequenza (fino a 5MHz). Questa caratteristica è fondamentale per lavorare nei modi ad alta frequenza e per usare cantilever ad alta frequenza.*

Ci sono molti metodi di scansione implementati in NTEGRA Prima: scansione muovendo il campione, scansione muovendo la punta e scansione duale. Per questo motivo il sistema è ideale per lo studio di piccoli campioni con risoluzione estremamente elevata (a livello atomico o molecolare), così come per grandi campioni e per scansioni fino a 100x100x10 µm.

Il sistema DualScan (unico di NT-MDT) permette di studiare campioni ancora più grandi, 200x200 µm in X e Y e 22 µm in Z, che può essere utile, per esempio, per studiare cellule viventi o componenti MEMS.

I sensori ad anello chiuso integrati su tre assi misurano il reale spostamento dello scanner e compensano le inevitabili imperfezioni dovute alla non-linearità dei materiali piezoceramici, al creep e all'isteresi. I sensori usati da NT-MDT hanno i livelli di rumore più bassi, permettendo di lavorare con il controllo ad anello chiuso anche su aree di scansione molto piccole (fino a 10x10 nm). Questo è particolarmente utile per svolgere nano-manipolazioni e microlititografia. NTEGRA Prima ha un sistema ottico integrato con una risoluzione di 1 µm, che permette di osservare i processi di scansione in tempo reale.

Per la sua architettura aperta, le funzionalità di NTEGRA Prima possono essere fortemente estese: misure magnetiche speciali con campi magnetici esterni, esperimenti ad alta temperatura, SNOM, spettroscopia Raman, etc.

 

* Cioè, il metodo della microscopia acustica a forza atomica (AFAM), che permette di studiare campioni soffici e duri misurando quantitativamente il modulo di Young in ciascun punto della scansione. La tecnica AFAM permette di ottenere un contrasto molto migliore rispetto al Phase Imaging Mode.
 

Applicazioni

 
  • Biologia e biotecnologia
    Proteine, DNA, virus, batteri, tessuti
  • Scienza dei materiali
    Morfologia superficiale, proprietà piezoelettriche locali, adesione locale, proprietà tribologiche locali
  • Materiali magnetici
    Visualizzazione della struttura dei domini magnetici, osservazione dei processi di inversione della magnetizzazione che dipendono da campi esterni, osservazione dei processi di inversione della magnetizzazione a diverse temperature
  • Semiconduttori, misure elettriche
    Morfologia di wafer e altre strutture, misure di potenziale superficiale locale e di capacità, visualizzazione dei domini elettrici, determinazione dei legami delle eterogiunzione e delle regioni di semiconduttori do diversi drogaggi, analisi dei guasti (localizzazione della linea di guasto dei semiconduttori e della perdita negli strati dielettrici)
  • Polimeri e film organici sottili
    Sferuliti e dendriti, monocristalli di polimeri, nanoparticelle di polimeri, film LB, film organici sottili 
  • Dispositivi e supporti di memorizzazione di dati
    Dischi CD e DVD, memorie al terabyte con sistemi di memorizzazione termomeccanici, elettrici o di altro tipo
  • Nanomateriali
    Nanopolveri, nanocompositi, materiali nanoporosi
  • Nanostrutture
    Fullereni, nanotubi, nanofilamenti, nanocapsule 
  • Nanoelettronica
    Quantum dots, nanofili, strutture quantistiche 
  • Nanoproduzione
    Litografia AFM: forza (ac e dc), corrente (ossidazione anodica locale), litografia STM  
  • Nanomanipolazioni
    Forza costante

 

Specifiche

Metodi e tecniche di misura

In aria e liquidi:

AFM (contatto + semi-contatto + non-contatto) / Lateral Force Microscopy / Phase Imaging/ Force Modulation/ Adhesion Force Imaging/ Lithography: AFM (Force)

In aria soltanto:

STM/ Magnetic Force Microscopy/ Electrostatic Force Microscopy/ Scanning Capacitance Microscopy/ Kelvin Probe Microscopy/ Spreading Resistance Imaging/ Lithography: AFM (Current), STM/ AFAM (optional)

 

Dati tecnici

 
Tipo di scansione Scansione muovendo il campione Scanning muovendo la punta*
Area del campione fino a 40 mm di diametro,  fino a 15 mm di spessore Fino a 100 mm di diametro, fino a 15 mm di spessore
Peso del campione Fino a 100 g Fino 300 g
Posizionamento XY del campione 5x5 mm
Risoluzione del posizionamento Risoluzione leggibile - 5 um
Sensibilità - 2 um
Range di scansione 100x100x10 um
3x3x2,6 um
Meno di 1x1x1 um
100x100x10 um
50x50x5 um
Fino a 200x200x20 um**(DualScanTM mode)
Non linearita, XY
(con i sensori ad anello chiuso)
 0.1%  0.15%
Livello di rumore, Z
(RMS in bandwidth 1000 Hz)
Con i sensori 0.04 nm (tipico),
 0.06 nm
0.06 nm (tipico),
 0.07 nm
Senza i sensori 0.03 nm 0.05 nm
Livello di rumore, XY***
(RMS in bandwidth 200 Hz)
Con i sensori 0.2 nm (tipico),
 0.3 nm (XY 100 um)
0.1 nm (tipico),
 0.2 nm (XY 50 um)
Senza i sensori 0.02 nm (XY 100 um),
0.001 nm (XY 3 um)
0.01 nm (XY 50 um),

Errore di stima delle dimensioni lineari

(con i sensori)

± 0.5% ± 1.2%
Sistema ottico Risoluzione otticha 1 um
(0.4 um opzionale, NA 0.7)
3 um
Campo inquadrato 4.5-0.4 mm 2.0-0.4 mm
Zoom continuo Disponibile Disponibile
Isolazione dalle vibrazioni Attiva  0.7-1000 Hz
Passiva sopra 1 kHz

 
* La testa di scansione può essere configurata per funzionare come un sistema stand alone per campioni di dimensioni illimitate.
** Opzionalmente può essere estesa a 200x200x20 мm.
*** I sensori capacitivi integrati hanno un rumore estremamente basso e ogni area fino a 50x50 nm puo essere analizzata con il controllo ad anello chiuso.