OmegaScope

OmegaScope, a plataforma óptica AFM - Imagem do produto

A plataforma óptica AFM

O OmegaScope é uma solução completa de última geração que combina óptica e microscopia de força atômica (AFM) de pesquisa de ultra-resolução e múltiplas faixas. O OmegaScope AFM é um instrumento de pesquisa avançado que abre caminho para pesquisadores nas áreas de espectroscopia e fotônica. Está disponível em configurações de reflexão, proporcionando acesso óptico direto pela parte superior e lateral. A flexibilidade da plataforma OmegaScope oferece possibilidades quase infinitas na correlação de espectroscopias de alta resolução espacial (Raman, fotoluminescência, fluorescência) e modos de imagem AFM.

Segmento: Científico
Fabricante: HORIBA France SAS

Não há interferência do laser de registro AFM com o laser de excitação Raman.

O laser AFM de 1300 nm não interfere com os lasers de excitação Raman UV, visíveis e infravermelhos próximos mais populares (364-830 nm) e elimina qualquer influência parasitária em amostras biológicas e fotovoltaicas sensíveis à luz VIS.

 

Caminho direto (abaixo do objetivo) para o cantilever

O sistema OmegaScope possui canais ópticos e de AFM completamente separados. Essa independência não limita o comprimento de onda necessário do laser Raman e simplifica bastante o ajuste de todo o sistema em comparação com sistemas em que o laser do AFM passa pela mesma objetiva de alta abertura que o laser de excitação Raman. O usuário pode facilmente refocalizar a objetiva de alta abertura sem qualquer reajuste adicional do conjunto laser-cantilever do AFM. O design do OmegaScope também proporciona muito mais estabilidade ao AFM e menor sensibilidade a vibrações e ruídos acústicos.

 

Ajuste fácil, rápido e repetível da alavanca

O ajuste do laser de excitação à ponta do cantilever nunca foi tão fácil e rápido graças ao design de laser AFM fixo. Além disso, assim que um novo cantilever do mesmo tipo é instalado, o mesmo ponto (com repetibilidade de alguns micrômetros) na superfície da amostra pode ser facilmente encontrado e escaneado sem etapas adicionais de busca.

 

Ajuste do sistema de registro AFM automatizado

O microscópio de varredura por sonda SmartSPM é o núcleo da configuração de reflexão do sistema OmegaScope e, ao mesmo tempo, é o primeiro SPM com alinhamento automatizado/motorizado de laser-cantilever-fotodiodo projetado desde o início para acoplamento com espectrômetros HORIBA.

 

Digitalização rápida

As frequências de ressonância do scanner, superiores a 7 kHz em XY e a 15 kHz em Z, são as mais altas da indústria de AFM atualmente.

Algoritmos de controle de scanner otimizados tornam possível digitalizar muito mais rápido do que nunca!

 

Estabilidade vibratória, estabilidade acústica, scanner rápido com altas frequências de ressonância.

Tempo de resposta rápido, baixa deriva e rastreabilidade metrológica. O melhor scanner de circuito fechado baseado em flexão do setor, com alcance de varredura de 100x100x15 micrômetros, permite medições de grandes áreas e, ao mesmo tempo, fornece imagens com resolução molecular real. A alta rigidez mecânica do scanner e de todo o AFM é a chave para o desempenho excepcional do OmegaScope sem proteção ativa contra vibração. Essas propriedades exclusivas também permitem a implementação de algoritmos de varredura especiais e mais complexos, como o modo Top. Nesse modo, a ponta é elevada acima da superfície da amostra entre os pontos de varredura. Em cada ponto de varredura, a ponta é aproximada de volta à superfície. O sinal de varredura é medido logo após a amplitude de oscilação da ponta atingir o limite definido. Isso possibilita evitar quaisquer interações de força lateral e, por exemplo, fixar pontas TERS, mantendo, ao mesmo tempo, uma taxa de varredura de até 1 Hz.

 

Facilidade de substituição de amostras

O design da plataforma AFM OmegaScope permite a troca de amostras com a cabeça do AFM e o suporte da alavanca no lugar. Isso melhora significativamente a confiabilidade dos experimentos e protege o sistema de possíveis erros do operador durante esse tipo de procedimento de rotina.

 

Acesso óptico superior e lateral

O acesso óptico superior e lateral à área ponta-amostra permite explorar todas as capacidades da imagem correlacionada por AFM e espectroscopia, utilizando objetivas planapocromáticas de alta abertura numérica (NA) para infravermelho (IR), visível (VIS) e ultravioleta (UV) (objetiva superior: até 0,7 NA; objetiva lateral: até 0,7 NA). Essas objetivas possibilitam a detecção confocal do sinal óptico da superfície da amostra em uma ampla faixa espectral e com área de ponto focal do laser de excitação mínima. O canal óptico lateral do sistema OmegaScope, projetado adequadamente, desempenha um papel extremamente importante no sucesso dos experimentos TERS e TEPL, pois proporciona uma componente Z muito mais significativa do campo óptico e excita efetivamente a ressonância plasmônica na junção ponta-amostra.

 

Scanners de objetivas superior e lateral

Para alinhar perfeitamente a ponta do AFM e o feixe de laser Raman, os scanners de objetiva XYZ de circuito fechado com guia de flexão podem ser instalados nos canais superior, lateral e inferior. Além disso, essa solução proporciona a mais alta resolução possível, estabilidade a longo prazo e automação de alinhamento, além de uma faixa espectral mais ampla com um número menor de componentes ópticos no sistema de entrada/saída de luz e, consequentemente, menor desperdício de sinal óptico útil.

 

Medição DFM integrada feita com PLL

O modo de Microscopia de Força Dinâmica (DFM) é uma opção padrão do sistema OmegaScope. Um detector de modulação de frequência (FM) para este modo foi projetado utilizando o circuito de fase travada (PLL) integrado ao controlador do AIST-NT. Com o DFM, é possível manter de forma confiável as interações mínimas entre a ponta e a amostra (ou seja, a operação no campo de forças atrativas), o que pode ser crucial para o sucesso de experimentos TERS e Microscopia Óptica de Varredura de Campo Próximo (SNOM).

 

Opções STM, AFM condutivo e SNOM

Simultaneamente às medições espectroscópicas, o OmegaScope pode ser equipado com um módulo exclusivo que permite medir correntes locais em AFM ou STM em três faixas lineares (1 nA, 100 nA e 10 µA). Essas faixas podem ser selecionadas por software, permitindo escolher a largura de banda necessária para cada uma delas, de 100 Hz a 7 kHz. O nível de ruído do módulo condutivo de 60 fA na faixa de medição de até 1 nA e o laser AFM de 1300 nm estabelecem um novo padrão para medições de condutividade na área de energia fotovoltaica.

Além da excepcional flexibilidade da plataforma OmegaScope, a opção SNOM baseada no design de feedback de diapasão pode ser facilmente incluída. Além dos experimentos SNOM padrão, você pode explorar os clássicos da nano-óptica, especialmente o SNOM sem abertura, com um sistema para imageamento de fluorescência de campo próximo usando uma ponta metálica iluminada com pulsos de laser de femtosegundo com polarização adequada.

 

Scanner e base SmartSPM

Área de digitalização da amostra: 100 µm x 100 µm x 15 µm (±10%)

Tipo de varredura por amostra: Não linearidade XY 0,05%; Não linearidade Z 0,05%

Ruído: 0,1 nm RMS na dimensão XY em uma largura de banda de 200 Hz com os sensores de capacitância ligados; 0,02 nm RMS na dimensão XY em uma largura de banda de 100 Hz com os sensores de capacitância desligados; < 0,04 nm RMS no sensor de capacitância Z em uma largura de banda de 1000 Hz.

Frequência de ressonância: XY: 7 kHz (sem carga); Z: 15 kHz (sem carga)

Movimento X, Y, Z: Controle digital em malha fechada para os eixos X, Y e Z; Alcance de aproximação motorizada em Z de 18 mm

Dimensões da amostra: Máximo 40 x 50 mm, 15 mm de espessura.

Posicionamento da amostra: Faixa de posicionamento motorizada da amostra de 5 x 5 mm

Resolução de posicionamento: 1 µm

 

Cabeçote AFM HE002

Comprimento de onda do laser: 1300 nm;

O laser de registro não influencia a amostra biológica;

Ausência de influência do laser de registro nas medições fotovoltaicas;

Ruído do sistema de registro: <0,1nm;

Totalmente motorizado: 4 motores de passo para alinhamento automático do cantilever e do fotodiodo;

Acesso livre à sonda para manipuladores e sondas externas adicionais;

Acesso óptico simultâneo pela parte superior e lateral: com objetivas planapocromáticas, objetiva lateral até 100x, NA=0,7; objetiva superior 10x, NA=0,28, simultaneamente;

 

Modos de medição SPM

Microscopia de Força Atômica (AFM) de contato no ar/(líquido opcional); AFM semicontato no ar/(líquido opcional); AFM sem contato; Imagem de fase; Microscopia de Força Lateral (LFM); Modulação de força; AFM condutivo (opcional); Microscopia de Força Magnética (MFM); Sonda Kelvin (Microscopia de Potencial de Superfície, SKM, KPFM); Microscopia de Força Capacitiva e Elétrica (EFM); Medição de curva de força; Microscopia de Força de Resposta Piezoelétrica (PFM); Nanolitografia; Nanomanipulação; Microscopia de Tunelamento de Varredura (STM) (opcional); Mapeamento de fotocorrente (opcional); Medições de características volt-ampère (opcional).

 

Medição simultânea de modos SPM com medições Raman

AFM de contato no ar;

AFM de contato em líquido (opcional);

AFM semicontato no ar;

AFM semicontato em líquido (opcional);

Microscopia de Força Dinâmica (DFM, FM-AFM);

Microscopia de Força de Dissipação;

AFM sem contato verdadeiro;

Imagem de fase;

Microscopia de Força Lateral (LFM);

Modulação de força;

AFM condutivo (opcional);

Sonda Kelvin de passagem única;

Microscopia de Força de Resposta Piezoelétrica (PFM);

STM (opcional);

Mapeamento de fotocorrente (opcional);

Microscopia de força de cisalhamento com diapasão (ShFM) (opcional);

Microscopia de força normal com diapasão (opcional).

 

Modos de espectroscopia

Imagem e espectroscopia confocal Raman, de fluorescência e de fotoluminescência

Espectroscopia Raman com intensificação de ponta (TERS) nos modos AFM, STM e de força de cisalhamento

Fotoluminescência aprimorada pela ponta (TEPL)

Microscopia e espectroscopia óptica de varredura de campo próximo (NSOM/SNOM).

 

Unidade AFM condutiva (opcional)

Faixa de corrente: 100 fA ÷ 10 µA; 3 faixas de corrente (1 nA, 100 nA e 10 µA) selecionáveis por software.

 

Acesso Óptico

Capacidade de usar simultaneamente objetivas apocromáticas de plano superior e lateral: até 100x, NA = 0,7 de plano superior ou lateral; até 20x e 100x simultaneamente.

Scanner piezoelétrico de circuito fechado para alinhamento espectroscópico a laser ultraestável a longo prazo: Área de medição: 20 µm x 20 µm x 15 µm; Resolução: 1 nm   

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