HORIBA堀场制作所 先进原子力显微镜SmartSPM

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SmartSPM扫描探针显微镜是第一个100%自动化的系统，它为所有AFM和STM模式下的纳米级先进材料研究提供了快速、计量和高分辨率测量的尖端技术。SmartSPM可以从达到100µm范围扫描到原子级分辨率扫描。它能够与光学光谱（SNOM、Raman、光致发光和TERS/SERS技术）无缝耦合。

概要

操作完全自动化

全自动激光-光电二极管准直

更换针尖简单方便

丰富的各种测量模式

系统调试速度快

分辨率/稳定性/精确度

闭环平板扫描器即可实现100µm大范围扫描，也可实现分子/原子分辨率扫描。

标准测量无需隔振系统。

低噪音传感器设计保证了在分子分辨率成像过程中也能打开闭环，获得准确的结果。

快速扫描

采用业界最高的高共振频率扫描器（XY>7kHz和 Z>15kHz），优化的扫描器控制算法可以轻松实现快速扫描。

标配几乎所有SPM模式，无需添加任何附件和额外成本

包括开尔文探针显微镜，压电响应力显微镜，纳米蚀刻和纳米操纵。

轻松升级到纳米拉曼光谱仪

SmartSPM无论从软件设计到硬件设计都能与拉曼系统进行无缝的耦合。

配置

测量模式

•空气中接触AFM；

•液体接触AFM（可选）；

•空气中的半接触原子力显微镜；

•液体半接触原子力显微镜（可选）；

•真正的非接触式原子力显微镜；

•动态力显微镜（DFM、FM-AFM）；

•耗散力显微镜；

•Top模式；

•相位成像；

•侧向力显微镜（LFM）；

•力调制；

•导电原子力显微镜（可选）；

•I-Top模式（可选）；

•磁力显微镜（MFM）；

•开尔文探针（表面电位显微镜）；

•单通开尔文探头；

•电容显微镜（SCM）

•电力显微镜（EFM）；

•单通道MFM/EFM（“平面扫描”）；

•力曲线测量；

•压电响应力显微镜（PFM）；

•PFM Top模式；

•纳米光刻技术；

•纳米操纵；

•STM（可选）；

•光电流成像模式（可选）；

•伏安特性测量（可选）；

•带音叉的剪切力显微镜（ShFM）；

•音叉法向力显微镜。

SmartSPM扫描器和基座

闭环平板扫描器： 100 µm x 100 µm x 15 µm (±10 %)

扫描器非线性：XY≤0.05 %; Z≤0.05 %

噪声水平：XY≤0.1 nm RMS（200 Hz带宽，电容传感器打开）；XY≤0.02 nm RMS（100 Hz带宽，电容传感器关闭）；Z<0.04 nm RMS （1000 Hz带宽，电容传感器开）

高频扫描器：XY≥7 kHz; Z≥ 15 kHz

X, Y, Z自动趋近：XYZ数字闭环控制，Z向马达趋近距离18mm

样品尺寸：40 mm x 50 mm x 15 mm

样品定位：自动样品台范围：5 mm x 5 mm

定位精度：1µm

AFM测试头HE001

激光波长：1300nm

激光对生物样品无影响；

激光对光电测量无影响

系统噪声：< 0.03 nm

全电动：4步进电机用于悬臂和光电二极管自动对准；

探针通道：为外部操作和探针提供自由通道

顶部和侧向同时光路通道：带平消色差物镜，可同时10x，NA0.28顶部物镜和20x，NA0.42侧向物镜；

AFM测试头HE002

激光波长：1300nm

激光对生物样品无影响；

激光对光电测量无影响；

系统噪声：< 0.1 nm

全电动：4步进电机用于悬臂和光电二极管自动对准；

探针通道：为外部操作和探针提供自由通道；

顶部和侧向同时光路通道：带平消色差物镜，可同时高达100x，NA0.7侧向物镜和10x，NA0.28顶部物镜

 *HE002不兼容液体模式。

光学显微镜

数值孔径：NA 0.1；

放大倍率：从85x到1050x（19英寸监视器，1/3英寸CCD）；

水平视野：4.5～0.37mm；

手动变焦：12.5倍（电动变焦可选）；

粗/精对焦单元：

兼容平显色差物镜：10x，NA 0.28和20x，NA 0.42和100x，NA0.7（取决于AFM测试头）；

液体池（可选）

样品尺寸：φ25mm×2mm；

样品定位范围：5 mm x5mm；

定位分辨率：1um；

液体池尺寸：40mm x40mm x12mm；

液体体积：3ml；

液体可交换；

高压灭菌器和超声波清洗溶液池部件。

温控液体池（可选）

样品尺寸：φ25mm×2mm；

加热：最高60℃；

冷却：室温以下降至5℃；

样品定位范围：5 mm x5mm；

定位分辨率：优于1.5um；

液体池尺寸：40 mm x40 mm x12mm；

液体体积：3ml；

液体可交换；

高压灭菌器和超声波清洗液体池部件。

导电力AFM（选购）

电流范围：100fA~10µA;三档量程自动切换（1 nA, 100 nA 和 10 µA）

电压范围：-10~ +7V

电流噪声：≤60fA（1nA量程）

导电力AFM和KPFM模式可自动切换

侧向力和正交力音叉支架（可选）

兼容32,768kHz音叉；

两种固定音叉的PCB；

音叉振动的压电陶瓷激励；

集成低噪声前置放大器；

兼容侧向100倍物镜TERS\TEPL测量；

兼容顶部10x物镜

纳米压痕装置（可选）

最大载荷：5mN

负载噪声：小于100nN

位移噪声：小于0.2nm

光学系统的兼容性

红外激光对光学成像无干扰；

可升级至OmegaScope，用于光谱、光电、SNOM和TERS&TEPL操作

带光学显微镜支架的保护罩（可选）

隔声：30dB；

具备静电屏蔽功能；

具有环境控制输入输出接口；

100倍物镜的精细聚焦（可选）：聚焦精度0.2mm；

湿度控制系统（可选）

相对湿度：10%-85%

湿度稳定性：±1%

软件系统

自动准直系统；

自动配置标准测量技术；

自动调节悬臂梁共振频率；

能够处理力曲线；

宏语言Lua，用于编程用户函数、脚本和小构件；

能用DSP宏语言对控制器进行实时编程，无需重新加载控制软件；

在坐标空间处理图像的能力，包括制作横截面、拟合和高达12级的多项式曲面减法；

FFT处理，具有在频率空间处理图像的能力，包括滤波和分析；

纳米蚀刻和纳米操纵；

高达5000x5000像素图像的处理能力。