EXM100系列台式闪测仪EXW卧式闪测仪EX系列闪测仪EXM190系列光学快速测量仪EXC拼接系列光学快速测量仪EXC 4030 拼接 光学快速测量仪大视野一键式测量仪EXP50光学轴类测量仪EXP80光学轴类测量仪光学轴类测量仪EXCELLENCE  M手动系列EXCELLENCE M手动大行程系列EXCELLENCE CNC 自动系列EXCELLENCE 3020CNC  自动测量影像仪EXCELLENCE  HG 龙门式系列EXCELLENCE  HG762 龙门自动影像仪EXCELLENCE TNC塔吊式自动影像仪二次元影像仪正置金相显微镜OP-40M研究级金相显微镜OP-50M正置金相显微镜MX-100正置金相显微镜MX-200倒置金相显微镜OPT-40M倒置金相显微镜OPT-20M半导体检查显微镜MX-3000单筒金相显微镜TJ-5000T金相显微镜超景深3D测量显微镜工具显微镜电镜能谱一体机高性价比标准版扫描电镜7000 台式扫描电子显微镜F100 热场发射扫描电子显微镜IT200 扫描电子显微镜7610FPlus 热场发射扫描电子显微镜IT500HR 扫描电子显微镜7900F 热场发射扫描电子显微镜Serial Block-face SEM 3ViewD-2300/2300F 能谱仪IT500 扫描电子显微镜7200F 热场发射扫描显微镜扫描电子显微镜Z300FSC 场发射冷冻电子显微镜ARM200F原子级分辨率透射电子显微镜Z200FSC 场发射冷冻电子显微镜1400Flash 透射电子显微镜D-2300T 能谱仪05500TGP 断层扫描系统3200FS 场发射透射电子显微镜2100Plus 透射电子显微镜ARM1000 超高压透射电子显微镜F200 场发射透射电子显微镜ARM300F 透射电子显微镜透射电子显微镜台式直读光谱仪落地式直读光谱仪移动式直读光谱仪直读光谱仪SPM-9700SPM-8100FM扫描探针显微镜激光共聚焦显微镜Smartproof5共聚焦显微镜共聚焦显微镜3D显微镜Struers切割设备Struers镶样设备Struers研磨和抛光设备Struers自动清洁设备Struers制样设备Struers维氏硬度计Struers努氏硬度计Struers布氏硬度计Struers洛氏硬度计Struers硬度检测设备Optician焊接熔深检查系统Optician孔隙率测量系统Infralytic 油膜测厚仪器刀具测量系统自动端子切面分析仪一体式粗糙度轮廓仪MMD-HPG2000SV粗糙度轮廓仪MMD-HPG150粗糙度轮廓仪MMD-HPG120粗糙度轮廓仪MMD-HPG100H粗糙度轮廓仪MMD-HPG100F粗糙度轮廓仪TJ-LK-5C/6C粗糙度轮廓仪粗糙度轮廓仪螺纹测量仪粗糙度仪MMD-PG100/150PG轴承专用型轮廓仪MMD-R100系列轮廓仪MMD-R120/150轮廓仪MMD-R220/R320轮廓仪MMD-100A/100B轮廓仪MMD-120A/120B轮廓仪MMD-150A/150B轮廓仪MMD-220A/220B轮廓仪轮廓仪DTP-4000B 圆度仪DTP-4000A 圆度仪DTP-3000B 圆度仪DTP-3000A 圆度仪DTP-1000AE/1000B 圆度仪DTP-550A/550B 圆度仪DTP-7000 圆度仪DTP-6000 圆度仪DTP-5000B 圆度仪DTP-5000A 圆度仪DTP-1000CE 圆度仪DTP-1000D 圆度仪DTP-2000C 圆度仪DTP-2000D 圆度仪圆度仪CA35/65/95/125CNC系列圆柱度仪CA20/25 圆柱度仪CA30H/60H 圆柱度仪CA35/CA65 圆柱度仪CA90/CA95 圆柱度仪CA120/125 圆柱度仪圆柱度仪L-1000 手动型凸轮轴测量仪L-2000 手动型凸轮轴测量仪L-1000 全自动(CNC)凸轮轴测量仪L-2000 全自动(CNC)凸轮轴测量仪CV-500 活塞形线仪凸轮轴测量仪OLYMPUS CIX100清洁度检测系统OLYMPUS BX53M清洁度检测系统清洁度检测系统(高倍型)清洁度检测系统(低倍型)清洁度检测系统(低倍型)清洁度升级改造清洁度检测系统全自动清洁度颗粒萃取设备OPTICIAN-PA自动清洗检测制样设备半自动清洁度颗粒萃取设备OPTICIAN PU02双工位清洁度颗粒萃取设备手动清洁度颗粒萃取设备清洁度颗粒萃取设备清洁度实验室规划德国PFINDER清洗剂清洁度实验耗材机器视觉检测方案光学在线自动化检测系统在线检测系统全自动装配系统冲压检测设备非标机械设计
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SPM-8100FM高分辨率扫描型探针显微镜
  • 产品概述


HR-SPM
观察生动的纳米世界

HR-SPM是采用频率检测方式(Frequency Modulation)的新一代扫描探针显微镜。不仅可在大气·液体环境中实现超高分辨率的观察,还首次实现了固液界面的水化作用层(hydration)·溶剂化作用层(solvation)的观察。
HR-SPM:High Resolution Scanning Probe Microscope

HR-SPM的特点

采用FM(频率调制)方式
大气·液体环境中的噪声减少到以往的1/20
在大气·液体环境中实现真空型SPM的性能水平!

以往的SPM(扫描型探针显微镜)/AFM(原子力显微镜)是AM(振幅调制)方式,而FM(频率调制)方式从原理上就因为高灵敏度检测从而可实现更高的分辨率。

SPM:Scanning Probe Microseope
AFM:Atomic Force Microscope
AM:Amplitude Modulation
FM:Frequency Modulation

和以往SPM/AFM相比的不同

液体中原子分辨率观察

 图为在饱和溶液中观察NaCl表面的原子排列。以往AFM(AM方式:左)湮没在噪声中的原子通过FM方式(右)则可以清晰地观察到。
FM方式可以得到真正的原子分辨率(True Atomic Resolution)。

大气中Pt催化粒子的KPFM观察

TiO2基板上的Pt催化粒子被识别了出来,并通过KPFM进行表面电势的测定。可以观察到数nm大小的Pt粒子和基板间的电荷交换。右图中,红色区域是正电势,蓝色区域是负电势。可见对于KPFM观察,分辨率也得到了大幅的提高。

*KPFM(Keivin Probe Force Microscope)功能为特殊定制。

大气中观察实例

酞菁铅结晶薄膜的分子排列结构

下图为有机发光二极管显示器和燃料敏化太阳能电池中用到的酞菁铅结晶。在大气环境下可以观察到包围分子中央的金属原子的四叶状结构。

聚丁二炔(polydiacetylene)结晶的原子缺陷

观察在大气中解理的聚丁二炔(polydiacetylene)结晶表面。将广域图像(左图)中观察到的台阶扩大,如右图,沿着与b轴平行的间隔0.75nm的丁二炔主链,可以观察到相隔0.5nm排列的PTS(prra-toluenesulfonate)侧链。因为可以观察到原子缺陷,所以通过图像处理可证明不是格子周期像而是实际空间像。

液体中观察实例

蛋白质结晶的分子排列

左图是在饱和溶液中观察到的蛋清溶解酵素。可以观察到表面单胞(右图中的虚线方框)内的蛋白质分子(左图中的圆圈)。以往的AFM无法观察到单胞内部结构,而HR-SPM首次观察到4个蛋白质分子,和右边的模型图一致。

混晶结构

 在混合溶液中观察NaCl单晶表面上外延生长的Na2MgCl4晶体。因为可观察到晶体结构,所以可应用于混晶结构的确定。

方解石calcite解理面的原子结构

这是在纯净水中实现的对方解石表面结构的原子分辨率观察。在左图中可以观察到方解石表面的缺陷。

*使用培养皿溶液池(选购件)

水化作用·溶剂化作用结构的观察实例

与固体接触的液体形成层状结构,此现象被称为溶剂化作用。如果是水,则被称为水化作用。这种区别于体结构的特殊结构很大程度上左右着固液界面的各种作用变化,如液相内的溶解、化学反应、电荷转移、润湿、润滑、热传导等。

但是,水化作用层·溶剂化作用层非常薄,因此一般的实验手段很难测量。特别是表面面内方向不均一的构造,在此之前还无法测量。

和以往AFM的不同

测量水化作用·溶剂化作用时,由于悬臂的受力变化非常小,只有通过超高灵敏度的FM方式才首次实现了观测。不仅可以测量Z-X断面的水化作用·溶剂化作用,还可以进行Z-XY的三维构造解析。使HR-SPM性能从表面观察扩展到,固液界面构造的分析。

云母表面的水化作用层实现三层可视化。使用培养皿溶液池(选购件)

水化作用·溶剂化作用的测量方法

1、在液体环境下操作HR-SPM,让悬臂按照设定值(△fmax)高精度地驱近样品表面。
2、将悬臂前端探针的受力情况通过力曲线法进行测量表示。
3、在极其接近固液界面处,可测得探针受到的特征性的力变化(△f)。
4、水化作用·溶剂化作用导致的力的变动提供了液体层状结构相关的信息。
5、X轴方向的连续测量(Z-X测量)可实现水化作用·溶剂化作用结构的断面观察
6、进一步,沿着Y方向反复Z-X测量可以实现三维结构分析。

分析软件

这是三维制图数据的专用分析软件。强有力地支持了水化作用·溶剂化作用构造的数据解析。

●制图数据的三维显示
●从制图数据中抽取·显示二维图像数据
●在二维图像数据上显示·分析指定的一维数据

水化作用·溶剂化作用结构的测量实例

与氧化铝接触的液体水3)

如Z-X测量(左图)所示,红色部分为氧化铝的表面,其上方显示出液体(KCl水溶液)的结构。右图是①~⑤位置的力曲线(Z-△f曲线)。可以看出水溶液结构不均一。平均化后的曲线与X射线CTR散射得到的水分子密度分布相一致。

Al2O3(0112)固液界面的Z-X测量和①~⑤位置上的力曲线

与对硝基苯胺结晶接触的饱和水溶液4)

Z-X测量(左图)中凸部为苯环,凹部为亲水性的官能团所在的位置。从不同位置的力曲线(Z-△f曲线)可以看到在具有亲水基的凹部由于存在水分子而显示出强烈的水化作用。此数据表明,如下图模型,水分子的氢元素和极性基成键,从而使结构更稳定。使用培养皿溶液池(选购件)

主要技术指标

1.SPM单元

分辨率    XY:0.2 nm、Z:0.01   nm
SPM头部   位移检测系统光源/光杠杆/检测器
光源激光二极管
(635 nm、5 mWmax、On/Off)
更换样品时对悬臂持续照射
检测器光敏二极管
位移换算 噪声水平20fm/Hz以下
扫描器驱动元件    管状压电元件
最大扫描范围   2.5 µm × 2.5 µm × 0.3 µm(X・Y・Z)
样品台最大样品形状   ø38 mm   × 8 mm
样品更换方式      头部滑动机构
样品固定方式磁性固定
头部移动范围10 mm   × 10 mm
Z轴驱动机构方式步进马达全自动驱近
最大可驱近范围10mm
光学显微镜CCD靶面尺寸: 1/3inch
有效像素 : 1024×768

镜片动作距离:   65mm
光学倍率:   4倍
照明同轴落射式照明
减震机构减震台SPM单元内置

2.控制单元

控制单元反馈控制器数字控制方式
通信接口1000Base-T、TCP/IP协议
驱动单元X·Y轴控制-211~+211 V/16 bit
Z轴控制-211~+211 V/16 bit
模拟单元输入电压-10~10 V
分辨率16 bit
抽样频率200 kHz
输入信号8通道

3.数据处理装置

主计算机系统主内存16 GB以上
外部存储设备内置硬盘250GB以上
CD-RW驱动1套
通信接口1000Base-T、TCP/IP协议
OSWindows7 Professional(64bit)
显示单元液晶   23英寸宽屏TFT液晶
显示像素 1920×1080像素

4.软件

在线测定图像观察最多可同时显示8个画面
可显示扫描中横断面的形状
扫描模式XY、ZX、ZXY可切换
控制画面可设定观察条件
离线处理一览显示缩略图可实现图像一览
图像显示、分析可显示·处理·分析图像数据
可显示·分析三维图像数据

装置外观

选购件

30μm扫描器光纤灯
可观察更大范围。X·Y:30μm   Z:5μm
同轴落射式照明(标配)以外,供需要侧面照明时使用。
培养皿溶液池气簧式减震台
液体观察时使用。附带专用悬臂架。
台式被动减震台。需要压缩空气源。
主动减震台附带专用架的主动减震台
桌上主动减震台。只需电源即可作业。
配置专用架的主动减震台。
工作台颗粒分析软件
数据处理装置用。可选竖直长条型。
从图像数据中选取多颗粒,对各颗粒的特征量可进行分析。
消静电装置
需要去除样品、悬臂所带静电时使用。

FM方式 AFM原理

在动态模式下,测量悬臂的振动频率,从而测得悬臂和样品间的相互作用。具体来说,为了使悬臂的频率偏移(△f)保持一定,让悬臂在非接触状态下运动。与以往相比,检测力的灵敏度提高了20倍以上,因此图像的分辨率也大大提升。

问 :悬臂安装时很容易掉落。有方便安装的工具吗?
答 :使用悬臂安装工具,悬臂只需沿着滑槽移动从而确保顺利安装。


(1) 悬臂安装工具上装有悬臂架,并用固定旋钮固定悬臂架。
随后按住夹片押针。(使悬臂夹片处于翘起状态)
(2)将悬臂放置在滑动台上。
◎可在此处稍做调整,或用镊子重新夹稳悬臂!!
(3)顺着滑槽将悬臂滑入支架中悬臂的安放位置。
(确保悬臂可以安装好!)
(4)慢慢地押下夹片押柄, 夹片押针回到原位, 翘起夹片
随之复位, 从而将安装好的悬臂固定住。


[适用的悬臂架]

AFM用标准悬臂架,
电流用悬臂架,
微小电流用悬臂架,
KFM用悬臂架
注)溶液池用悬臂架无法使用。

[产品结构]

1) 安装夹具主体 1
2) 调整用六角扳手 4
3) 专用盒   1
4) 说明书 1
★专利申请中

http://www.an.shimadzu.co.jp/surface/spm/sol/c6nq2v000000eek9-img/c6nq2v000002rab3.jpg