產品描述
AFM5500M II全自動掃描探針顯微鏡集成了高精度掃描器和自動化測量功能,并具備共享坐標樣品臺功能,可實現多維缺陷評價。其關鍵特性包括自動化測量、高精度水平掃描、改進的角度測量、探針評價功能、SIS模式提高數據可靠性、廣泛的物性測量支持、新的表面電位測量模式及多種顯微鏡聯動分析功能,顯著提升測量精度和效率。
應用領域
一、材料科學
1. 表面形貌分析:可精確測量材料表面的三維形貌,獲取納米級的粗糙度、平整度等信息,幫助研究人員了解材料的微觀結構和加工質量。例如,在金屬材料表面處理后,通過AFM觀察其表面的微觀起伏,評估處理工藝的效果;對于陶瓷材料,分析其燒結后的表面形貌,研究晶粒生長和孔隙分布情況。
2. 物理性質研究:能測量材料表面的摩擦力、阻抗分布、電勢分布、介電常數、壓電特性、磁學性質等物理性質的分布差異。比如,研究磁性材料的磁疇結構,通過AFM的磁力顯微鏡模式觀察磁疇的分布和變化;對于壓電材料,利用壓電力顯微鏡模式研究其在納米尺度下的壓電響應。
3. 材料相變與結構演變:結合加熱或環境控制裝置,可研究材料在不同溫度、氣氛等條件下的相變過程和結構演變。例如,對聚合物材料進行加熱,觀察其在相變過程中的表面結構變化,有助于理解聚合物的熱性能和失效機理。
二、半導體工業
1. 晶圓檢測:用于檢測半導體基片表面的拋光缺陷、圖形化結構、薄膜表面形貌等,提供定量的表面粗糙度數據和深度信息,幫助控制晶圓的加工質量。例如,檢測光刻后晶圓表面的圖案精度和粗糙度,及時發現可能影響芯片性能的缺陷。
2. 器件分析:可檢測半導體器件表面的缺陷,如電流泄漏、結構缺陷、晶格錯位等,以及表面阻抗、電勢分布、介電常數、摻雜濃度等電學性質,有利于半導體材料的可靠性、均一性和失效性分析。比如,通過測量器件表面的電勢分布,研究其電學性能的不均勻性,為優化器件設計和工藝提供依據。
三、生命科學
1. 生物分子研究:能夠原位檢測溶液中DNA、蛋白質等生物分子的精細結構,還可對其進行力學和電學性質的測量,獲得生物樣品的楊氏模量以及阻抗特性等信息。例如,觀察DNA分子的折疊和伸展狀態,研究蛋白質的構象變化與功能的關系。
2. 細胞研究:用于測量細胞的機械特性,如細胞的彈性、硬度等,以及觀察細胞表面的形貌和膜蛋白的定位。例如,研究癌細胞與正常細胞在力學性質上的差異,為癌癥的診斷和治療提供新的思路;觀察細胞在不同培養條件下的表面形貌變化,了解細胞的生長和分化過程。
四、電化學領域
1. 電化學反應機理研究:可以原位研究電化學沉積過程、金屬腐蝕過程等,揭示電化學的反應機理。例如,通過實時觀察金屬在電解液中的腐蝕過程,了解腐蝕的起始位置和發展趨勢,為開發防腐措施提供理論支持。
2. 電池研究:結合手套箱等裝置,原位研究鋰電池等電池的充放電過程,有利于提高電池效率和性能。比如,觀察電池電極材料在充放電過程中的表面形貌和結構變化,研究電極材料的穩定性和反應動力學,為優化電池材料和設計提供指導。
儀器功能
一、高精度成像:標配管型掃描器,最大掃描范圍≥20μm×20μm×3μm,掃描分辨率優于0.02nm,可獲取樣品表面高分辨率的三維形貌圖像。
二、多種測量模式:除常規成像模式外,還具備接觸、輕敲、相位、側向力、力調制、力曲線等多種測量模式,可同時獲取彈性模量、形變、吸附力和摩擦力等各種機械物性,以及導電性、壓電分布和表面電位等各種電磁物性。
三、表面電位測量:除調幅開爾文力顯微鏡(AM-KFM)外,新增了調頻開爾文力顯微鏡(FM-KFM)。FM-KFM 信號主要來自于探針的尖端,電位檢測靈敏度更高,在電位的定量分析上更出色,兩種模式可通過點擊自由切換,適用于不同類型樣品的電位測量。
四、數據采集與分析:一次掃描多幅圖像,每幅圖像采樣點最高達4000×4000物理像素,可多通道信號同時采集和顯示,一次掃描即可同時得到樣品多種性質與特征,具有圖像及曲線數據導出功能,可取得全部原始數據。
五、探針評價與管理:具有探針評價功能,可進行探針尖端直徑管理,有助于保證測量的準確性和可靠性。
六、聯用功能:AFM Marking標記功能可以在AFM測量點周圍創建標記,便于SEM或CSI等其他設備識別,實現多種設備對樣品同一區域的高精度觀察和測量,提高了聯用分析的效率和準確性。
儀器特點
一、自動化程度高:通過自動化控制大大提高效率,具備自動探針安裝、自動光軸調整、自動參數優化等功能,一鍵自動測量/處理/分析,排除人為操作失誤導致的測量誤差,即使不熟悉操作的用戶也能輕松獲取高精度數據。
二、測量可靠性強:搭載全新研發的水平掃描器,可實現不受圓弧運動影響的準確測試,在豎直方向上不會發生彎曲,可得到水平方向沒有扭曲影響的正確圖像;SIS(Sampling Intelligent Scan)樣品智能掃描模式可有效提高數據可靠性,自動控制探針位置,消除對測量不利的水平力,可測量吸附力較大或粗糙的樣品,降低對探針的磨損和對樣品的損傷。
三、操作簡便:配備4英寸自動馬達臺,自動更換懸臂功能,僅需一次點擊就可以進行懸臂的更換,極大地提升了操作簡便性。
四、功能強大:支持機械物性、電磁物性等廣泛的物性測量,可進行I-V、I-Z、力-距離等多種曲線測量分析,在線實時三維圖像顯示,檢測過程可即時得到更直觀的形貌和豐富的細節。
技術指標和基本參數
型號
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AFM5500M II
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儀器種類
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原子力顯微鏡
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定位檢測噪聲
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≤0.04 nm (High-resolution mode)
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樣品臺移動范圍
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100mm*100mm
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儀器類型
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材料型
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樣品尺寸
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直徑≤100mm,厚度≤20mm
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