AFSEM nano
da QD MicroscopyL’AFSEM nano è un nuovo microscopio a forza atomica (AFM), progettato per essere integrato nei microscopi elettronici a scansione (SEM) e nei sistemi dual beam (FIB/SEM). Il suo design permette l’installazione dell’AFSEM nella camera da vuoto del SEM e quindi operare simultaneamente con queste due importanti tecniche di microscopia.
La correlazione dei dati così ottenuta abilita una caratterizzazione dei campioni senza precedenti inoltre, la complementarità delle tecniche SEM e AFM risulta essere il fattore chiave per ottenere punti di vista totalmente nuovi nelle scale nanometriche.
Con L’AFSEM nano sarà possibile visualizzare la superficie e le proprietà chimico-fisiche del campione, creare una mappa topografica tridimensionale e misurare le dimensioni delle strutture presenti utilizzando il grande campo di vista del SEM per posizionare il cantilever dell’AFSEM nano esattamente sulla ragione di interesse desiderata.
Il Software di controllo dell’ AFSEM nano permette la gestione del sistema ottimizzando e rendendo intuitive tutte le operazioni di misura e l’analisi dati.
- Dimensioni estremamente ridotte
- Piena integrabilità nei SEM e dual beam FIB/SEM
- Cantilever piezoresistivo
- Software potente e intuitivo
- Diverse modalità di misura disponibili
Maggiori informazioni
L’AFSEM nano è un AFM “in situ” SEM con tutte le modalità di misura tipiche di un AFM classico. Contact mode, tapping mode, non-contact mode, force-volume mode, and phase contrast mode. Oltre a queste modalità di misura, è possibile operare con tecniche avanzate quali C-AFM, MFM, EFM, KPFM e SThM. Tutte queste modalità sono facilmente gestibili tramite software.
AFSEM nano - Video Introduttivo
Modalità di misura:
Standard AFM
In modalità di contatto, la punta è posta in contatto con la superficie del campione e ne segue la morfologia in regime impulsivo. In questa modalità sono soliti cantilever lunghi e soffici a bassa costante di forza.
(Immagini 1 e 2) Immagine AFSEM di una superficie polimerica ottenuta in contact mode.
In tapping mode, o anche detta dynamic mode, il cantilver è posto in oscillazione vicino alla sua frequenza di risonanza. Quando la punta si avvicina alla superficie del campione, l’interazione punta-campione causa una variazione nell’ampiezza di oscillazione. Mentre il cantilever scansiona la superficie, l’elettronica di controreazione agisce in modo da mantenere l’ampiezza dell’oscillazione al valore di setpoint. L’immagine AFM è allora prodotta registrando queste variazioni per produrre una FalseColor map del campione.
Immagine di una membrana di grafeneottenuta tramite AFSEM in tapping mode
(Immagine 1) Immagine correlata SEM e AFM della membrana di grafene
(Immagine 2) Immagine AFSEM in alta risoluzione della singola membrana di grafene
In modalità di non contatto, la punta del cantilever non entra in contatto con la superficie del campione. La punta oscilla intorno ad uno stretto range di valori di ampiezza e le forze che agiscono in questa modalità sono solo quelle a lungo range. Il vantaggio di tale tecnica è quello di non risultare dannosa per il campione e di evitare la degradazione della punta.
Immagine della superficie di un nano-pilastro di silicio ottenuta tramite AFSEM in non contact mode
(Immagine 1) Immagine correlata SEM e AFM della superficie del nano-pilastro di silicio
(Immagine 2) Immagine AFSEM in alta risoluzione della superficie del nano-pilastro di silicio decorata con una rete di nano-fili
Nella modalita force-volume, le misure di forza sono combinate a quelle topografiche. Le immagini ottenute in questo modo descrivono la topografia della superficie misurando l’azione del sistema di feedback che agisce per mantenere l’interazione punta-campione costante durante la scansione. Il set di dati ottenuti in questa modalità combina le informazioni sulle forze agenti e le misure topografiche permettendo al microscopista di testare le correlazioni tra la morfologia delle strutture presenti e le forze presenti sulla superficie del campione.
Immagine dell’interfaccia tra osso e impianto osseo parzialmente dissolto ottenuta tramite AFSEM in force-volume mode
(Immagine 1) Immagine AFM topografica dell’area di transizione tra osso e impianto osseo
(Immagine 2) Dati ottenuti dalla modalità force-volume inerenti alla stessa area
(Immagine 3) Sovrapposizione della topografia e dei dati mappa force-volume inerenti alla stessa area
C-AFM
La conductive AFM mode (C-AFM) misura le proprieta conduttive del campione tramite una punta in materiale conduttivo. Tali punte sono prodotte con l’utilizzo della tecnica della deposizione indotta da fascio elettronico focalizzato (FEBID) e sono costituite di platino ad altissima purezza, il quale assicura sia alta stabilità durante la misura che lunga durevolezza.
Non esiste la necessità di moduli aggiuntivi per operare in questa modalità con l’AFSEM nano.
Immagine di un elettrodo d’oro su substrato di silicio ottenuta tramite AFSEM in C-AFM mode
(Immagine 1) Immagine SEM della regione di interesse, questa mostra l’elettrodo d’oro con una regione di transizione porosa al bordo della struttura dello stesso
(Immagine 2) Immagine AFM topografica della struttura dell’elettrodo
(Immagine 3) L’immagine C-AFM dell’elettrodo ne mostra l’alta conducibilità elettrica, la regione scura rappresenta invece la superficie del silicio non conduttiva
MFM
La modalità magnetic force microscopy (MFM) viene usata per studiare le proprietà magnetiche della materia usando una punta di materiale magnetico. Le punte conduttive utilizzate nell’AFSEM nano sono prodotte tramite la tecnica di deposizione indotta da fascio elettronico focalizzato (FEBID) e generalmente sono costituite di Fe/Co. L’AFSEM nano usa la tecnica detta “dual pass”: una prima scansione permette di visualuzzare l’immagine topografica del campione la seconda, in cui la punta segue le misure precedenti a distanza fissata dal campione, misura lo shift di fase dovuto dalle forze magnetiche che agiscono tra punta e campione. L’AFSEM è in grado di lavorare in questa modalità come impostazione predefinita.
Immagine ottenuta tramite AFSEM in MFM mode su un campione magnetico
(Immagine 1) Immagine AFM topografica
(Immagine 2) la modalità a contrasto di fase mostra i diversi domini magnetici
(Immagine 3) Sovrapposizione dell’immagine topografica e del segnale magnetico
Specifiche
L'AFSEM nano è il più piccolo inserto AFM per il tuo SEM/FIB. Le sue piccole dimensioni e il suo peso ridotto consentono una facile integrazione in ambienti estremamente limitati in termini di spazio. Il corpo in titanio di grado V offre stabilità meccanica e prestazioni ottimizzate.
| Sample Limitations | Unlimited in terms of size and weight |
| Scanner Specifications |
|
| Scanner Dimensions | 61mm x 51mm x 28mm |
| Scanner Weight | 180g |
| Scan Range | 24µm x 24µm |
| HV compatibility | 1x10^(-7) |
| Positioning Stage |
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| Travel Range | x/y/z: 12mm |
| Coarse Resolution | 100nm (minimum, user controllable) |
| High-Speed Controller |
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| Measurement Modes | Supports all standard and advanced measurement modes modes (c-AFM, MFM, EFM, KPFM, SThM,…) |
| Input/Output | 8 channels (156 kHz, 24 bit, on demand user configurable) |
| High Voltage Amplifier | 3 high-bandwidth channels (x,y: 10 kHz, z: 300kHz) |
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