Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM)

Сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения HR-SPM способен не только проводить наблюдения со сверхвысоким разрешением в воздухе или жидкостях, но и впервые позволяет наблюдать за слоями гидратации/сольватации на границе раздела твердой и жидкой фаз.

В сканирующем зондовом микроскопе HR-SPM измерения осуществляются атомно-силовым методом с частотной модуляцией. Метод измерения частотной модуляции обеспечивает более высокое разрешение изображения по сравнению с методом амплитудной модуляции (АМ) который традиционно используют СЗМ (сканирующие зондовые микроскопы) и АСМ (атомно-силовые микроскопы).

 

Принцип работы AFM FM-типа

Частота вибрации кантиливера измеряется в динамическом режиме, взаимодействия с образцом детектируются. Частотная модуляция кантиливера остается постоянной. Это позволяет производить детектирование силы с чувствительностью в 20 раз превосходящей чувствительность существующих методов, благодаря чему увеличивается разрешение получаемых изображений.

Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM) Shimadzu. Работа кантиливера

Высокое разрешение при использовании метода FM-AFM позволяет:

  • Снизить уровень шума при измерениях в воздухе и жидкостях на 1/20 по сравнению с существующими методами.
  • Достигать уровня производительности СЗМ вакуумного типа даже в воздухе и жидкостях!

 

Улучшенное удобство использования

  • Установка сканера HT расширила зону наблюдения и увеличила скорость.
  • Двойные мониторы и сигнальные возможности для большей гибкости

 

Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM) Шимадзу. Устройство

Технические характеристики

Режимы наблюдения

Контактный, динамический (метод AM и метод FM), режим боковой силы (LFM)

БЛОК SPM

Виброгаситель

Встроенный в SPM

Головка

Разрешение

По горизонтали: 0,2 нм; По вертикали: 0,01 нм

Система обнаружения смещения

Источник света / Оптический рычаг  / Детектор

Источник света

Лазерный диод (635 нм, 5 mW max. ON/OFF переключатель) Непрерывно облучает кантилевер даже при замене образцов

Детектор

Фотодетектор

Преобразование уровня шума к перемещению

20 fm/√Hz max.

Сканер

Элемент привода

Трубчатый пьезоэлектрический элемент

Максимальная область сканирования

10.0 × 10.0 × 1.0 мкм (X, Y, Z)

Штатив

Максимальный размер образца

D=38 мм × 8 мм

Метод замены образца

Механизм скольжения

Механизм удерживания образца

Магнит

Диапазон перемещения сканирующей головки

10.0 × 10.0 мм

Механизм грубой настройки перемещения по оси Z

Метод

Полностью автоматический шаговый двигатель

Максимальное перемещение

10 мм

Оптический микроскоп

Матрица

CDD 1/3 “,1024 × 768 pixels

Линза

Перемещение: 65 мм, оптическое разрешение 4x

Подсветка

Коаксильное падающее освещение

БЛОК ОБРАБОТКИ

Обратная связь

Цифровое управление

Коммуникационный интерфейс

1000Base-T, TCP/IP protocol

Привод

X/Y-axis control: -211 to + 211 V, 16 bit

Z-axis control: -211 to + 211 V, 16 bit

Аналоговый блок

Входное напряжение от –10 до +10 В, разрешение 16 bit,

Частота дискретизации 200КГц, Входной сигнал – 8 каналов

Блок обработки данных

Сервер: Память не менее 16 GB, Внешние записывающие устройства – Жесткий диск 250 GB + CD-RW drive.

Коммуникационный интерфейс- 1000Base-T, TCP/IP protocol

Операционная система Windows 10 Professional (64 bit), English ver.

Монитор 21“ wide-screen TFT LCD 1920 × 1080 pixels

Программное обеспечение

Online

Окно наблюдения – максимум 8 изображений отображаются одновременно; Профили поперечного сечения могут отображаться во время сканирования образца

Режимы сканирования переключаются между XY, XZ, ZXY

Контрольный экран: наблюдение заданных параметров

Ofline

Сводный дисплей: отображение изображений в виде пиктограм

Отображение и анализ изображений и данных 3D-картографии

 

Опциональные аксессуары

  • Сканер 30 мкм.
    Используется для наблюдения в широком диапазоне. X·Y: 30 мкм, Z: 5 мкм
  • Сканер 2.5 мкм.
    Используется для наблюдения в узком диапазоне. X·Y: 2.5 мкм, Z: 0.3 мкм
  • Оптоволоконный осветитель. Используется для обеспечения углового освещения в дополнение к стандартному коаксиальному падающему освещению.
  • Ячейка для раствора типа чашки Петри. Используется для наблюдения процессов в жидкости. В комплект входит специальный консольный держатель.
  • Антивибрационный стол с пневматическими демпферами. Пассивный гаситель колебаний напольного типа. Требуется источник сжатого воздуха;
  • Активный гаситель вибрации. Настольное устройство, требующее для работы источник питания.
  • Активный гаситель вибрации со специальной подставкой.
  • Программное обеспечение для анализа частиц. Извлекает несколько частиц из данных изображения и вычисляет характеристические значения для каждой частицы.
  • Статический элиминатор. для удаления статического электричества.

 

Приложения

Наблюдения за атомарным разрешением в растворе

SPM-8100 FM: Атомарная структура

Наблюдения проводились за расположением атомов на поверхности NaCl в насыщенном водном растворе. Атомы, скрытые шумом в существующих наблюдениях AFM (метод АМ, слева), хорошо видны при использовании метода FM (справа). Метод FM обеспечивает истинное атомарное разрешение.

Наблюдение частиц катализатора Pt в воздухе

SPM-8100 FM: Частицы Pt катализатора

Частицы катализатора Pt в подложке из TiO2 идентифицировали, а поверхностный потенциал измеряли с помощью KPFM. Частицы Pt размером в несколько нм наблюдались при обмене зарядами с подложкой. На рисунке справа красные кружки обозначают положительный потенциал, а синие - отрицательный. Очевидно, что разрешение значительно улучшилось, даже для KPFM.
KPFM: Kelvin Probe Force Microscope

Примечание. Функциональность KPFM доступна по специальному заказу

 

Молекулярная структура в тонкой пленке кристаллов Фталатоцианина свинца

SPM-8100 FM: Молекулярная структура в тонкой пленке кристаллов Фталатоцианина свинца

На изображении представлены кристаллы фталатоцианина свинца, широко используемые в производстве органических светоизлучающих дисплеев и в солнечных батареях.

Ясно наблюдается четырех лопастная структура окружающая центральный атом металла.

 

Молекулярная структура белка

SPM-8100 FM: Структура белка

Объект - насыщенный водный раствор Лизоцима яичного белка. Молекулы белка (окружности на левом рисунке) наблюдались внутри поверхности ячейки (прямоугольная область на рисунке). Существующие AFM техники не позволяют наблюдать внутренности ячейки, в то время как четыре молекулы белка наблюдаются при помощи сканирующего зондового микроскопа HR-SPM и полученные изображения согласуются с моделью, представленной на рисунке справа.

 

Наблюдаемые структуры гидратации / сольватации

SPM-8100 FM: Наблюдаемые структуры гидратации / сольватации

Как известно, жидкости при контакте с твердыми веществами начинают расслаиваться. Процесс называется сольватацией (гидратацией применительно к воде).

Считается, что эта характерная структура, отличающаяся от структуры чистой жидкости образуется под влиянием различных процессов, возникающих на границе жидкость / твердое тело, таких как растворение, химические реакции, перенос заряда, смачивание, увлажнение, перенос тепла в жидкую фазу.

Тем не менее, экстремально тонкий слой границы сольватации очень сложно измерить экспериментально. В частности, неоднородные структуры в плоскостном направлении поверхности ранее не наблюдались.

Сканирующий зондовый микроскоп HR-SPM дает возможность не только наблюдать поверхность, но и измерять на границе взаимодействия жидкость / твердое тело.

При измерении гидратации / сольватации, изменение силы на кантеливере очень невелико. Ультра-чувствительный метод частотной модуляции (FM) позволил измерить и эти силы. Метод дает возможность измерения структур сольвации не только в направлении Z-X , но также и анализировать трехмерные Z-XY структуры.

 

Материалы для скачивания

Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM) Shimadzu (Листовка ЛФ)

Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM)  (Брошюра Shimadzu, англ.)

Основы сканирующей зондовой микроскопии (В.Л.Миронов.)

Сканирующая зондовая микроскопия (конспект лекций)

Приложения

Дата создания

Визуализация распределения тока по измерению ZXY: измерение тока образца графита [ PDF / 477.45KB ]

2021-11-02

Визуализация распределения электростатической силы в электролите, осветляющая коррозию и клеточные реакции [ PDF / 359.85KB ]

2021-02-28

Наблюдение за кальцитом с атомным разрешением с помощью SPM-8100FM [ PDF / 629.95KB ]

2020-09-01

Визуализация пространственного распределения магнитной силы по измерению ZXY [ PDF / 2.58MB ]

2020-08-17

Новый метод измерения СЗМ: сканирование ZXY, преодоление трудностей, связанных с традиционными измерениями СЗМ [ PDF / 962.50KB ]

2020-04-02

Анализ адсорбционной пленки агента маслянистости, сформированной на поверхности оксида железа в смазке, с помощью SPM-8100FM [ PDF / 897.21KB ]

2020-03-05

Визуализация аддитивного слоя вблизи отрицательного электрода в электролите с использованием SPM-8100FM и ячейки электрохимического раствора во вторичных батареях [PDF / 1.41MB]

20.09.2019

Cканирующий зондовый микроскоп HR-SPM (SPM-8100 FM)

  • Производитель: Shimadzu
  • Код товара: HR-SPM (SPM-8100 FM)
  • Доступность: Предзаказ

С этим товаром покупают:

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-9700HT

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-9700HT

Предназначен для получения трёхмерного изображения поверхности и изучения свойств материалов пр..

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-Nanoa

Сканирующий зондовый микроскоп SPM-Nanoa

SPM-Nanoa представляет собой продвинутую высокочувствительную систему детектирования с функцией авто..

Теги: микроскоп, электронный микроскоп, микроанализатор

Последние

Ножевая криомельница CG-900

Ножевая криомельница CG-900

Криогенная мельница сверхвысокой (до 1 кг) производительности. Хладогент - жидкий азот или сухой лед..

Криомельница CG-500  (6875D) Freezer / Mill

Криомельница CG-500 (6875D) Freezer / Mill

Позволяет размалывать образцы массой от 0,1 до 200 г. Охлаждающий отсек совмещает в себе две функции..

Моно- / Бидистиллятор  WS-200AD-4

Моно- / Бидистиллятор WS-200AD-4

Настольная автоматическая система для получения апирогенной воды производительностью 4 л/час. Кон..

Криомельница CG-400  (6875) Freezer / Mill

Криомельница CG-400 (6875) Freezer / Mill

Позволяет размалывать образцы массой от 0,1 до 100 г. Охлаждающий отсек совмещает в себе две фу..

Наборы для лизиса ProteoPrep®

Наборы для лизиса ProteoPrep®

Позволяют избирательно или тотально извлекать белковые экстракты из образцов клеток. Экстракты белка..