Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Компания НТ–МДТ представила новейшую разработку - уникальную АСМ методику HybriD Mode

Ключевые слова:  EMRS, HD-AFM Mode, HybriD Mode, Конференции, НТ-МДТ, Сканирование, Характеристики

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

14 июня 2013

На конференции EMRS в Страсбурге компания НТ–МДТ представила новейшую разработку - уникальную АСМ методику HybriD Mode (HD-AFM Mode), позволяющую за одно сканирование получать целый комплекс морфологических, механических, электрофизических, магнитных и др. характеристик.


Главной особенностью инновационной АСМ методики HybriD Mode™ (HD-AFM™) является получение комплексной информации об объекте исследования за один цикл измерений, при этом практически устраняется паразитное действие латеральных сил и поддерживается высокая стабильность при длительных измерениях.


a)


b)

На графиках изображены: (а) осциллограммы силы и траектории зонда, (б) зависимость силы от расстояния.

В процессе измерений с использованием HybriD Mode™ расстояние зонд-образец модулируется по квазигармоническому закону, причем зонд периодически (тысячи раз в секунду) проходит весь диапазон значимых силовых взаимодействий – от нулевого до прямого контактного взаимодействия с образцом. В процессе измерений на силовых кривых отражается весь спектр взаимодействий – от дальнодействующих электрических и магнитных до контактных, вызывающих упругие и даже пластические деформации поверхности. Анализ измеряемых силовых кривых позволяет получать распределение широкого спектра морфологических, механических, химических, электрических, магнитных и других характеристик образца с высоким пространственным разрешением.

Возможности HybriD Mode™ обусловлены реализацией уникальных математических алгоритмов и использованием в HD контроллере самой современной электронной базы. Благодаря наличию этих компонентов, обработка сигналов и их анализ производится в режиме реального времени с высочайшей точностью.

Расширение возможностей атомно-силовой микроскопии с применением методики HybriD Mode
С.Н. Магонов (6.61 Mb)

New HD-AFM Mode; Your Path to Controlling Forces for Precise Material Properties - Архив вебинара


Комплексное исследование нанокомпозитных материалов

Методика HybriD Mode™ основана на прямом измерении силового взаимодействия зонда с образцом в режиме реального времени (в каждой точке), что позволяет получать информацию о физических и химических свойствах поверхности образца напрямую. Это невозможно в традиционных методах АСМ, таких как, например, отображение фазового контраста и метод силовой модуляции. Возможность прямых комплексных измерений крайне полезна при изучении нанокомпозитных материалов, таких, в частности, как смеси полимеров.

На рисунке справа приведен пример композиционного 3D изображения, на котором представлены островки полистирола в полиэтиленовой матрице. Цвет областей соответствует полиэтилену (16 МПа, синий) и полистиролу (3 ГПа, зелёный). Из представленных данных хорошо видно, что на вершинах «жестких» сфер полистирола находятся «мягкие» бляшки полиэтилена, что вызвано термическим способом приготовления образца.

Островки полистирола в матрице полиэтилена.
Размер скана 3×3 мкм

Измерение электрических свойств

Углеродные нанотрубки на кремнии. (а) рельеф, (b) ток растекания, (c) модуль упругости.

Образец предоставлен лабораторией д-ра Кульянишвили (Dr. Kuljanishvili) физического факультета университета Сент-Луиса, США

Из-за слабого закрепления на поверхности подложки свободно лежащих объектов, таких как нанотрубки, изучение их проводящих свойств классическими методами АСМ представляет собой крайне непростую задачу. Использование метода HybriD Mode™ позволяет исключить латеральные силы взаимодействия зонд-образец, что значительно упрощает процесс измерений. Сопоставление электрической и механической карт распределения позволяет однозначно выделить одиночные нанотрубки и их пучки.

Применение в биологии
Уникальной особенностью HybriD Mode™ является возможность проводить длительные эксперименты в жидкой среде при минимальных силах воздействия на образец за счет контроля нулевого уровня силы. При этом отпадает необходимость поиска резонансной частоты кантилевера. Дополнительные данные о механических свойствах объектов позволяют значительно расширить информативность проводимых измерений. На композиционном изображении фрагмента стволовой клетки, представленной справа, четко различим цитоскелет. Диапазон модуля упругости клетки: 0,2-1,5 кПа.


Фрагмент стволовой клетки в жидкости. (а) рельеф, (b) модуль упругости


Предельное разрешение по силе

Сплав висмут-олово. (а) рельеф, (b) модуль упругости, (c) поверхностный потенциал.

Диапазон модулей упругости материалов, доступных для наномеханического анализа при помощи стандартного зондового датчика АСМ (кремниевого кантилевера), как правило, ограничен ~10 ГПа. В данном примере приведен уникальный результат измерения модуля упругости металлического сплава. На изображении четко различимы фазы, соответствующие Bi (38 ГПа) и Sn (50 ГПа). Карта распределения модуля упругости хорошо согласуется с распределением поверхностного потенциала металлов. Возможность получения подобных результатов обусловлена использованием оригинальных алгоритмов обработки сигналов и уникально низким уровнем шумов микроскопа.


Источник: НТ-МДТ



Комментарии

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Серебряная нанорадуга
Серебряная нанорадуга

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.