布魯克BRUKER 原子力顯微鏡/AFM

Dimension FastScan

       布（bù）魯克（kè） Dimension FastScan®是一（yī）款經過專門設計的原（yuán）子（zǐ）力顯微鏡 （AFM）係（xì）統，能夠在不降低分辨率、不失去力（lì）控製、不增加設備複雜性，不帶來繁瑣（suǒ）操作的前提下，實現對樣品的快速掃描，並（bìng）獲取到（dào）高性能 AFM 所提供的高分辨率圖像。無論您是（shì）以 >125Hz 的速度掃描樣品表麵，或是在大氣或流體（tǐ）中以每秒 1 張的速率采（cǎi）集AFM圖像，都能通過FastScan得到（dào）優異的高分辨（biàn）圖像。Dimension FastScan這（zhè）一變革性技術重新定義了 AFM 設備的使（shǐ）用體驗。

更高效率

·      在空氣或（huò）液體中成像速（sù）度是原來速度（dù）的約100倍，自動激光調節（jiē）和檢測器調（diào）節,智能進針（zhēn）,大大縮短了實驗時間。

·      自動測（cè）量（liàng）軟件和（hé）高速掃描係統結合，大幅（fú）提高了實驗數據的可信度和（hé）可重複性。

更高分辨率

·      FastScan精確的（de）力控製模式提高圖像分辨（biàn）率的同時，延長了探針的使用壽命（mìng）。

·      掃描速度20Hz時仍能獲得（dé）高（gāo）質量的TappingMode™ 圖像,掃描速度6Hz仍（réng）能（néng）獲得高質量的 ScanAsyst 圖像。

·      低噪音,溫度（dù）補償傳感器展現出亞埃級的噪（zào）音（yīn）水平。

在各類樣品上（shàng）均有優異（yì）表現

·      閉環控製的（de）lcon和Fastscan掃描管大大降低了Z方向噪音，使他們Z方向的噪音水平分（fèn）別低於30pm和40pm,具有低熱漂移率，可得到高分辨的真實（shí）圖像。

·      Fast Scan可以對不同（tóng）樣品進行測量,保證高（gāo）度從埃級到100多納（nà）米的樣品高精度無失真掃描。

AFM掃描速度的新定義

       Dimension FastScan是（shì）一台將掃描速（sù）度、分辨率、精（jīng）確度和噪音控製成（chéng）功結合的AFM,真正實現了快速掃描原子力顯微鏡的商業化（huà）應用。

       Bruker的工程（chéng）師致力（lì）於 AFM 技術的改造和完善，包（bāo）括采用（yòng）低熱漂移的針尖掃描AFM技術（提高了係（xì）統的固有（yǒu）振動（dòng）頻率），應用新（xīn）的 NanoScope 控製器（為機器提供了更高的帶寬），采用了低噪（zào）音的機械和電子（zǐ）的主要（yào）部件，開（kāi）發了小懸臂的生產（chǎn）工藝等創新研發技術，實現（xiàn）了AFM掃描速度的大幅度提升，

高速、高分辨率原子力（lì）顯（xiǎn）微鏡

       Dimension FastScan 是高速型的針尖掃描（miáo）原子力顯微鏡係統，能在各種尺寸的樣品上（shàng）實（shí）現高達每秒一幀的掃描速率，而不犧（xī）牲分辨率或任何儀器性能。

       結合峰值力®輕敲模式，Dimension FastScan 使用線性控製回路實（shí）現了實時的力測量，從而在各種剛度（dù）的樣（yàng）品表麵上，無論是（shì）堅硬平滑的晶體表麵還（hái）是柔軟（ruǎn）粗糙的聚合物（wù）表麵上（shàng），都能（néng）獲得高分辨的（de）形貌及力學性能。

點缺陷分辨（biàn）率的（de）方解（jiě）石的剛（gāng）度圖（tú）像。圖像尺寸（cùn）為15 nm（麵板 1）。亞分子分辨率級別的iPMMA 薄膜的粘附（fù）力分布圖像。 圖像大小為100 nm（麵板 2）。

樣（yàng）品由馬丁（dīng）-盧瑟（sè）-哈（hā）勒（lè）-維滕貝格大學的瑟恩（ēn）-阿爾布雷希特教授提供。

卓越的生產力

       Dimension FastScan 的每個方麵（包括開放的大樣品台設計和預先優化的軟件設置）都（dōu）經過專門設計，加（jiā）上設（shè）備軟件的直觀工作流程，使其操作比以往的AFM設備更加簡便，即使是初學者來操（cāo）作，也能快遞獲取到（dào）專業級的圖像。

       Dimension FastScan為操作者（zhě）提供了全新的AFM使用（yòng）體驗，包括快（kuài）速找尋樣品、快速（sù）進針、快速掃描、低噪音、更低的漂移速率（低至200 pm每分鍾）、擴（kuò）展性更強的直觀（guān）用戶界麵、 Dimension係列的大樣品台等，確保設備無須經過（guò）繁複的調整和優化（huà），也能更快地獲得高質量的結果和（hé）可供發表的數據。

用（yòng）AFM拓展您的應用 - 應用（yòng）案例

1.    樣（yàng）品檢測

       樣品檢測（cè）是通（tōng）過常見的實驗方式（shì）去探索（suǒ）未知的樣本以了解樣品的組成、功能和力學性能等。

       下圖是利用FastScan對某一樣品進行測量所得到的 AFM 圖像,它是從掃描範圍為 20um 的掃描圖片中截取 1/10 大小區域的（de）圖像進行放大。該圖像（xiàng）的（de）掃描速度為（wéi） 8分鍾,從圖中可以看出該圖像仍然（rán）具有非常高的分辨率。

2.    樣品篩選

       無論是材料生產中（zhōng）進（jìn）行失效分析或納米級的質量控製，產品質量控製過程中產品信息的及時反饋是（shì）必不可少的，通過利用 AFM 係統能（néng）夠獲取大量樣品信息，對樣品進行常規或高精準度（dù）篩選。

       在獲取藥物配方的過程中（zhōng），需要大量的數據對（duì）其中的非晶藥物成分進行篩選，這也將會成為 FastScan 的一個新（xīn）用途。

3.    動態應用範例

       另一（yī）種常（cháng）見的應（yīng）用是觀察一個納米級物體在外部條件變化或受刺（cì）激的情（qíng）況下，隨著時間產生變化的過程。無論是（shì）在空氣中還（hái）是在（zài）液體中,對納米尺度的動態變化（huà）觀（guān）察（chá）都是頗具研（yán）究（jiū）價（jià）值的。Dimension FastScan為這種實驗提供了十分便利的條件。

更多應用

1、 材料成像

       FastScan 在使用ICON 的掃描器的情況下支持 Bruker的專利PeakForce ONMT成像模式，在使用快速掃描掃描器的情況下也可（kě）進行納米力學成像。使用FastScan技（jì）術,大大減少了研究者獲得高分辨率形貌（mào）和納米力學圖譜的時間。

在整個晶圓上獲得埃級(~0.1 nm)粗糙度。能在2 小時內進行 96 次測量（liàng）

2、 電學表征

      使用布魯克專有的峰值力輕敲模式在（zài）納米尺度上表征樣品的電學性質，實現更好的靈敏度、分辨率和動態範圍。PeakForce TUNA 和 PeakForce SSRM 提（tí）供獨特的納米電學表征能力，還能同時獲（huò）得納米電學性質信息。

垂直站立碳納米管的電流分布成像。隻有使用PeakForce TUNA模式才可能獲得該樣品（pǐn）的導電性分布。

3、 納（nà）米操縱

       可實現在納米和分子（zǐ）級別（bié）的納米操縱和刻蝕（shí）FastScan的 XYZ 閉環掃描器解決了掃描管的蠕（rú）變效應大大提高了操縱的精確度。同時低噪音精密探（tàn）針的準確（què）定位,適用於各種（zhǒng）納米操作係統。

4、 加熱和冷卻

       在以各種AFM模式掃描（miáo）的同時可實現-35°C到（dào）250℃的溫度的精確控製（zhì）和熱分析。另外還可使用熱探針對低於100nm 的（de）局部加熱到 500°C

應（yīng）用實（shí）例

1、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯混合物樣品的損耗模量分布圖的三（sān）維呈現。藍色區域模量更高，紅色區域模量更低，分別對應於聚苯乙烯基質和（hé）聚甲基丙烯酸甲酯嵌入物。損耗模量分布圖使用布魯克專利的快速力陣列模式采（cǎi）集，掃描範圍為5微米，分辨率為256x256，振動頻（pín）率約為590 kHz。

2、使用PeakForce QNM 模式采集的在六方氮化硼上的（de）石墨烯模量分布圖像，揭示了與高度局部應變緩解對（duì）齊後向相應晶格的過渡。參考Nature Physics 10,451-456(2014)。

3、聚甲基丙烯（xī）酸甲酯(青色)基質中的間規聚丙烯(紫羅蘭色)區域。三（sān）維形貌（mào）圖中的色標表示模量，能清晰地揭示出間規聚丙烯（xī）在基質中的滲透。圖像尺（chǐ）寸為 8μm。

4、使（shǐ）用峰值（zhí）力輕敲模式獲得的方解石和雲（yún）母表麵的原子尺度下的形貌圖像(右)和相應力曲線(左)。

5、高定（dìng）向（xiàng）裂解石墨表（biǎo）麵的C36H74烷自組裝結構。

6、使用Dimension FastScan在石墨烯上獲得高分（fèn）辨形貌、粘附力、模量和形變量分布。