TRIOS

Acoplamento Óptico AFM Versátil

A plataforma TRIOS é um instrumento de pesquisa avançado que oferece uma porta de entrada para pesquisadores nas áreas de ciência dos materiais, biologia, espectroscopia e fotônica. TRIOS é a plataforma de acoplamento óptico mais versátil, fornecendo três portas para medições de espectroscopia óptica com acessos de cima para baixo, lateral (oblíquo) e invertido à ponta do AFM e à amostra.

Se você trabalha com amostras opacas e/ou transparentes, seja no ar ou em líquido, analisando estruturas em nanoescala e investigando propriedades ópticas de campo próximo, a plataforma TRIOS é a solução ideal. Ela combina perfeitamente microscopias ópticas diretas, ópticas invertidas e de força atômica, liberando todo o potencial de ambas as técnicas, oferecendo ajuste do instrumento e automação de medições, alta resolução e flexibilidade de integração. Tal desempenho só está disponível na HORIBA.

TRIOS pode ser facilmente integrado aos nossos sistemas Raman/PL prontos para uso, para medições AFM-Raman/PL colocalizadas, microscopias ópticas de varredura de campo próximo (SNOM) e espectroscopias ópticas aprimoradas por ponta (TERS: espectroscopia Raman aprimorada por ponta e TEPL: fotoluminescência aprimorada por ponta).

Segmento: Científico

Divisão:AFM e AFM-Raman

Fabricante: HORIBA France SAS

Acessos ópticos simultâneos

A plataforma TRIOS combina configurações verticais e de transmissão, o que permite estudar amostras transparentes e não transparentes com técnicas de microscopia óptica, Raman, de fotoluminescência e de varredura por sonda.

A plataforma TRIOS é uma configuração de três portas que reúne todas as configurações possíveis em uma plataforma única e oferece uma solução otimizada para o alinhamento do laser com a ponta (com scanners de objetivas).

São possíveis dois acessos ópticos simultâneos (pela parte superior e lateral, pela lateral e por baixo, pela parte superior e por baixo).

Produtividade extraordinária e operação fácil.

TRIOS está equipado com o microscópio de força atômica (AFM) CombiScope totalmente motorizado, que apresenta alinhamento automático do laser à ponta com um simples clique. O suporte da alavanca e o posicionamento do fotodiodo, também totalmente motorizados, simplificam drasticamente todo o processo de ajuste do sistema e proporcionam o mais alto nível de reprodutibilidade. Além disso, após a instalação de uma nova alavanca, seja do mesmo tipo ou de um tipo diferente, a mesma região de interesse (com repetibilidade de alguns micrômetros) na superfície da amostra pode ser facilmente localizada e escaneada sem qualquer etapa adicional de busca.

Scanner de nível superior

TRIOS, equipado com o AFM CombiScope, utiliza o scanner piezo-nanoposicionador de 3 eixos de alta dinâmica e circuito fechado da Physik Instrumente, líder em controle de movimento de precisão. O scanner de última geração é o coração do sistema, permitindo alcançar altíssimos níveis de linearidade, robustez máxima e movimentos de extrema precisão.

Laser AFM de 1300 nm

O uso de um laser AFM de 1300 nm elimina qualquer interferência com amostras biológicas e semicondutoras sensíveis à luz visível. Também possibilita a realização de medições simultâneas de AFM e fluorescência ou espalhamento Raman sem qualquer interferência entre elas, para a maioria dos lasers de excitação UV-VIS-NIR (364-830 nm) mais comuns.

Soluções para trabalhar em meio líquido

Os suportes de amostra padrão TRIOS acomodam todos os substratos de amostra comuns, incluindo lâminas, lamínulas e placas de Petri de 35 mm. A célula de líquido com design especial, com capacidade de aquecimento e perfusão de líquido, permite a manutenção cuidadosa de amostras biológicas em seu ambiente fisiológico e a temperaturas de até 60 °C.

Todos os modos de operação em um único instrumento.

A plataforma TRIOS oferece todos os modos de operação modernos de AFM em um único instrumento, sem custos ou unidades adicionais. Inclui modos específicos para aplicações como o modo de força, nanolitografias, microscopia de força piezoelétrica (PFM), microscopia de sonda Kelvin e AFM de modulação de frequência (microscopia de força dinâmica com PLL integrado). Além disso, a cabeça de microscopia de tunelamento de varredura (STM) e a unidade de AFM condutiva, operando na faixa de 100 fA a 10 µA (com subfaixas de 1 nA, 100 nA e 10 µA selecionáveis por software e ruído de corrente de 60 fA RMS para a subfaixa de 1 nA), e a cabeça de microscopia óptica de campo próximo (SNOM) estão disponíveis como opcionais. TRIOS também pode ser facilmente combinado com nossos sistemas Raman/PL prontos para uso, para medições AFM-Raman/PL co-localizadas e espectroscopias ópticas aprimoradas por ponta (TERS: Espectroscopia Raman Aprimorada por Ponta e TEPL: Fotoluminescência Aprimorada por Ponta).

Essa versatilidade excepcional do instrumento o torna uma solução perfeita para as nanociências.

Modos de medição TRIOS

Modos básicos:
- Contate o AFM
- AFM semicontato
- AFM sem contato verdadeiro
- Modo Superior™
- Imagem de Fase
- Microscopia de Força de Dissipação
- AFM de contato em líquido (opcional)
- AFM semicontato em líquido (opcional)

Modos elétricos:
- Microscopia de Força de Sonda Kelvin (KPFM) de passagem única/dupla AM e FM
- Microscopia de capacitância (SCM)
- Microscopia de Força Elétrica (EFM) de passagem única/dupla
- Microscopia de Força de Resposta Piezoelétrica (PFM)
- PFM com alta tensão (opcional)
- Modo PFM-Top™
- AFM condutivo (opcional)
- AFM condutivo de alta tensão (opcional)
- Modo I-Top™ (opcional)
- Espectroscopia IV (opcional)
- Mapeamento de fotocorrente (opcional)
- Medições da característica volt-ampère (opcional)

Modos nanomecânicos:
- Microscopia de Força Lateral (LFM)
- Microscopia de Modulação de Força (FMM)
- Medição da Curva de Força (Espectroscopia e Mapeamento de Força-Distância (FD))
- Nanolitografia
- Nanomanipulação
Modos especiais:
- Microscopia de Força Magnética (MFM) de passagem única/dupla
- Campo magnético ajustável (opcional)
- Microscopia de força de cisalhamento com diapasão (ShFM)
- Microscopia de força normal com diapasão (opcional)

Others:
- Microscopia de tunelamento por varredura (STM) (opcional)
- Espectroscopia de tunelamento por varredura (opcional)

Acesso Óptico e Microscópio TRIOS

Acesso óptico simultâneo:
- Vista de baixo para cima com objetiva de imersão em óleo de até 1,49 NA
- Vista de cima com objetiva de até 100× 0,7 NA
- Vista lateral (opcional) com objetiva de até 100× 0,7 NA.
Scanner piezoelétrico de circuito fechado para alinhamento a laser espectroscópico ultraestável a longo prazo.
- Dimensões: 30 µm × 30 µm × 10 µm / Resolução: 1 nm

Scanner TRIOS

Área de digitalização da amostra: 100 µm × 100 µm × 15 µm (+/-10%) / Área de digitalização opcional: 200 µm × 200 µm × 20 µm (+/-10%)
Não linearidade: XY < 0,05%, Z < 0,05%
Noise:
- < 0,1 nm RMS na dimensão XY em uma largura de banda de 100 Hz com sensores capacitivos ligados.
- < 0,02 nm RMS na dimensão XY em uma largura de banda de 100 Hz com sensores de capacitância desligados
- < 0,1 nm RMS na dimensão Z em uma largura de banda de 1000 Hz com sensor capacitivo ligado
- < 0,03 nm RMS na dimensão Z em uma largura de banda de 1000 Hz com o sensor de capacitância desligado
Movimento X, Y, Z:
- Frequência de ressonância XY: 7 kHz (sem carga)
- Frequência de ressonância Z 15 kHz (sem carga)
Controle digital em malha fechada para os eixos X, Y e Z.

Base TRIOS

Dimensões máximas de 50,8 mm × 50,8 mm e 5 mm de espessura, podendo chegar a 100 mm × 100 mm com suporte especial.
Faixa de posicionamento manual da amostra: 25 mm × 25 mm
Faixa de posicionamento motorizado opcional da amostra: 22 mm × 22 mm
Faixa de posicionamento da cabeça de medição SPM motorizada: 1,6 mm × 1,6 mm
Aproximação motorizada: 1,3 mm

Cabeçote TRIOS AFM

Comprimento de onda do laser: 1300 nm
Não houve influência do laser de registro nas medições fotovoltaicas ou em amostras biológicas.
Evite interferências ópticas em aplicações Raman.
Totalmente motorizado: 4 motores de passo para alinhamento automático do cantilever e do fotodiodo.
Acesso gratuito à sonda para manipuladores e sondas externas adicionais.

Opções TRIOS

Unidade Condutiva (Faixa de corrente de 100 fA a 10 µA / 3 subfaixas de corrente (1 nA, 100 nA e 10 µA) selecionáveis por software)
Célula líquida / Célula eletroquímica (Capacidade de troca de líquido)
Controle de temperatura para célula líquida (aquecimento até 60°C)
Sistema de controle de umidade (Faixa de umidade relativa de 10 a 85% / Estabilidade da umidade relativa ±1%)
Módulo de aquecimento e resfriamento (de -50°C a +100°C)

Módulo de aquecimento (aquecimento até 300°C / Estabilidade de temperatura 0,1°C)
Módulo de aquecimento (aquecimento até 150°C / Estabilidade de temperatura 0,01°C)
Suporte para diapasão com aplicação combinada de forças de cisalhamento e normais
porta-STM
Módulo de Acesso ao Sinal

Software

Omega:
- Alinhamento automático do sistema de registro
- Configuração automática com parâmetros predefinidos para técnicas de medição padrão.
- Ajuste automático da frequência de ressonância do cantilever
- Linguagem de macros “Lua” para programação de funções, scripts e widgets do usuário.
- Capacidade de reprogramar a linguagem macro DSP do controlador em tempo real sem recarregar o software de controle.
- Calibração da constante elástica (método térmico)
IAPro:
- Processar imagens no espaço de coordenadas, incluindo a criação de seções transversais, ajuste e subtração de superfícies polinomiais (até 12 graus).
- Processamento FFT com capacidade de tratar imagens no espaço de frequência, incluindo filtragem e análise.
Processamento: imagens de até 5000 pixels × 5000 pixels.

Eletrônica do controlador

Controlador modular, totalmente digital e expansível
DSP de alta velocidade de 300 MHz
ADC: 20 canais
Conversores analógico-digitais (ADCs) de 18 bits e 500 kHz de alta velocidade para sensores de posição de scanners.
Sistema de registro de faixa de frequência de 5 MHz
2 amplificadores lock-in com faixa de frequência de 5 MHz
6 geradores digitais de 32 bits, faixa de frequência de 5 MHz, resolução de 0,018 Hz
Controle de 7 motores de passo
Saídas digitais para integração com equipamentos externos
Entradas/saídas analógicas para integração com equipamentos externos.

Caracterização TERS de nanopartículas explosivas

Ainda não se compreende como as nanopartículas de cocristal (cocristalinidade combinada com nanoestruturação) possuem propriedades superiores às dos cristais compostos individuais. Somente uma técnica capaz de analisar nanopartículas individuais poderá fornecer respostas.

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Caracterização por c-AFM e TERS e µRaman in operando da comutação molecular em memristores orgânicos

O desenvolvimento de memristores orgânicos tem sido dificultado pela baixa reprodutibilidade, estabilidade de resistência, escalabilidade e baixa velocidade de comutação. Conhecer o principal mecanismo de acionamento em escala molecular será fundamental para melhorar a robustez e a confiabilidade desses dispositivos orgânicos.

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Correlação entre TERS e KPFM de flocos de óxido de grafeno

Visualizar a distribuição de defeitos estruturais e grupos funcionais presentes na superfície de materiais bidimensionais (2D), como o óxido de grafeno, desafia a sensibilidade e a resolução espacial da maioria das técnicas analíticas avançadas.

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Medições AFM-TERS em ambiente líquido com iluminação/coleta lateral.

A microscopia de força atômica (AFM) associada à espectroscopia Raman provou ser uma técnica poderosa para sondar propriedades químicas em nanoescala. A espectroscopia Raman de superfície aprimorada por temperatura TERS em líquidos trará resultados promissores na investigação in situ de amostras biológicas, catálise e reações eletroquímicas.

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Caracterização de nanopartículas provenientes de emissões de motores de combustão interna utilizando AFM-TERS

Uma nova preocupação com a saúde humana surge agora em relação às partículas com menos de 23 nm emitidas por veículos motorizados em vias públicas. Além de medir o número e a massa das partículas, é fundamental determinar a composição química da superfície das nanopartículas para compreender a sua potencial reatividade com o meio ambiente.

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Medições correlacionadas de TERS, TEPL e SPM de materiais 2D

Muitos desafios ainda precisam ser superados antes que a promessa dos materiais 2D se concretize na forma de nanodispositivos práticos. Uma técnica de caracterização em nanoescala, rica em informações, é necessária para qualificar esses materiais e auxiliar na implementação de aplicações baseadas em materiais 2D.

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Caracterização de flocos de MoS2 usando TEOS

As imagens TEPL e TERS apresentam boa correlação com as imagens morfológicas AFM obtidas simultaneamente, e todas são consistentes em revelar a natureza (número de camadas) das lamelas de MoS2. Após a deconvolução, o sinal TEPL é capaz até mesmo de revelar inhomogeneidades locais dentro de uma lamela de MoS2 de 100 nm. A medição com sonda Kelvin corrobora as medições TEPL e TERS e amplia o poder dessas ferramentas combinatórias aprimoradas por ponta. A caracterização de materiais 2D por TEOS provavelmente contribuirá para a maior utilização desses materiais em produtos comerciais, por meio de uma melhor compreensão de suas propriedades elétricas e químicas em nanoescala.

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Caracterização de nanotubos de carbono usando espectroscopia Raman com ponta aprimorada (TERS)

A utilização da espectroscopia Raman de superfície aprimorada por temperatura TERS para revelar a densidade de defeitos na estrutura dos nanotubos de carbono (CNTs) é de interesse para uma melhor compreensão das propriedades elétricas dos dispositivos fabricados com esses nano-objetos. Através da TERS, é possível estudar não apenas a concentração de defeitos, mas também as mudanças de quiralidade local decorrentes dos diferentes modos de respiração radial, o efeito da pressão e a distribuição de tensão em nível de nanotubo de carbono individual.

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