TRIOS

Acoplamiento óptico AFM versátil

La plataforma TRIOS es un instrumento de investigación avanzado que proporciona la vía de acceso a investigadores en ciencia de materiales, biología, espectroscopía y fotónica. TRIOS es la plataforma de acoplamiento óptico más versátil, que ofrece tres puertos para mediciones de espectroscopía óptica con accesos ascendentes, laterales (oblicuos) e invertidos a la punta y muestra AFM.

Si trabajas con muestras opacas y/o transparentes, ya sea en aire o en líquido, observando estructuras a escala nanométrica e investigaciones de propiedades ópticas de campo cercano, la plataforma TRIOS es la solución adecuada para ti. Combina perfectamente microscopias de fuerza óptica vertical, óptica invertida y atómica, y desata todo el poder de ambas técnicas, proporcionando ajuste de instrumentos y automatización de mediciones, alta resolución y flexibilidad de integración. Este rendimiento solo está disponible desde HORIBA.

TRIOS pueden combinarse fácilmente con nuestros sistemas llave en mano Raman/PL para mediciones AFM-Raman/PL colocalizadas, Microscopias Ópticas de Campo Cercano (SNOM) y Espectroscopías Ópticas Mejoradas con Punta (TERS: Espectroscopía Raman Mejorada con Punta y TEPL: Fotoluminiscencia Mejorada por Punta).

Segment: Científico

Division: AFM y AFM-Raman

Empresa de Fabricación:HORIBA France SAS

Accesos ópticos simultáneos

La plataforma TRIOS combina configuraciones verticales y de transmisión, lo que permite estudiar muestras transparentes y no transparentes con técnicas ópticas, Raman, fotoluminiscencia y microscopía de sonda de barrido.

La plataforma TRIOS es una configuración de triple puerto que reúne todas las configuraciones posibles en una plataforma única y ofrece una solución optimizada para la alineación láser-punta (con escáneres objetivo).

Son posibles dos accesos ópticos simultáneos (desde arriba y lateral, desde lado y abajo, desde arriba y abajo).

Productividad extraordinaria y fácil operación

TRIOS está equipado con el AFM totalmente motorizado CombiScope que cuenta con alineación automática láser con punta con clic en un botón. El soporte del voladizo totalmente motorizado y la posición del fotodiodo simplifican drásticamente todo el proceso de ajuste del sistema y proporcionan el mayor nivel de reproducibilidad del sistema. Además, después de instalar un nuevo voladizo del mismo tipo o incluso de otro tipo, la misma región de interés (con una repetibilidad de unos pocos micras) en la superficie de la muestra puede ser fácilmente localizada y escaneada sin ningún paso adicional de búsqueda.

Escáner de nivel superior

TRIOS, equipado con el AFM CombiScope, utiliza el escáner piezo-nanoposicionamiento de 3 ejes, de alta dinámica y en lazo cerrado, del líder en control de movimiento de precisión, Physik Instrumente. El escáner de nivel superior es el corazón del sistema, lo que le permite alcanzar niveles muy altos de linealidad, la mayor robustez posible y un movimiento de extrema precisión.

Láser AFM de 1300 nm

El uso de láser AFM de 1300nm elimina cualquier interferencia con muestras biológicas y semiconductoras sensibles a la luz del VIS. También permite realizar mediciones simultáneas de AFM y fluorescencia o dispersión Raman sin diafonía para la mayoría de los láseres de excitación UV-VIS-NIR (364-830 nm) populares.

Soluciones para trabajar en líquidos

Los portamuestras estándar TRIOS acomodan todos los sustratos comunes de muestra, incluyendo láminas, tapas de cobertura y placas de Petri de 35 mm. La celda líquida de diseño especial con capacidades de calentamiento y perfusión líquida permite mantener cuidadosamente las muestras biológicas en su entorno fisiológico y a temperaturas de hasta 60°C.

Todos los modos de funcionamiento en un solo instrumento

La plataforma TRIOS incluye todos los modos de funcionamiento modernos del AFM en un solo instrumento, sin costes ni unidades adicionales. Incluye modos específicos de aplicación como el modo de fuerza y nanolitografías, la microscopía piezoeléctrica de fuerza (PFM), la microscopía de sonda Kelvin y la modulación de frecuencia AFM (microscopía de fuerza dinámica con PLL incorporado). Además, la cabeza de microscopía de túnel de barrido (STM) y la unidad conductora AFM que opera en el rango de 100 fA – 10 μA (con subrangos de subrangos de 1 nA, 100 nA y 10 μA conmutables por software y ruido de corriente de 60 fA RMS para subrango de 1 nA) y la cabeza de microscopía óptica de campo cercano (SNOM) están disponibles como opciones. TRIOS también pueden combinarse fácilmente con nuestros sistemas Raman/PL llave en mano para mediciones AFM-Raman/PL co-localizadas y espectroscopías ópticas mejoradas con Tip (TERS: espectroscopía Raman mejorada con punta y TEPL: fotoluminiscencia mejorada con punta).

La versatilidad excepcional del instrumento lo convierte en una solución perfecta para las nanociencias.

TRIOS Modos de medición

Modos básicos:
- Contacta con AFM
- AFM semicontacto
- AFM verdadera sin contacto
- Modo™ Top
- Imagen de fase
- Microscopía de fuerza de disipación
- Contacta con AFM en líquido (opcional)
- AFM semicontacto en líquido (opcional)

Modos eléctricos:
- Microscopía de Fuerza de Sonda Kelvin simple / doble pasada (KPFM) AM y FM
- Microscopía de Capacitancia (SCM)
- Microscopía de Fuerza Eléctrica de Paso Simple / Doble (EFM)
- Microscopía de Fuerza de Respuesta Piezoeléctrica (PFM)
- PFM con alta tensión (opcional)
- Modo™ PFM-Top
- AFM conductor (opcional)
- AFM Conductivo Alto Voltaje (opcional)
- Modo™ I-Top (opcional)
- Espectroscopía I-V (opcional)
- Mapeo de fotocorriente (opcional)
- Mediciones de características de voltio-amperio (opcionales)

Modos nanomecánicos:
- Microscopía de Fuerza Lateral (LFM)
- Microscopía de modulación de fuerza (FMM)
- Medición de curvas de fuerza (espectroscopía y mapeo de distancia de fuerza (F-D))
- Nanolitografía
- Nanomanipulación
Modos especiales:
- Microscopía de Fuerza Magnética de Paso Simple / Doble (MFM)
- Campo magnético sintonizable (opcional)
- Microscopía de fuerza cortante con diapasón (ShFM)
- Microscopía de fuerza normal con diapasón (opcional)

Others:
- Microscopía de túnel de barrido (STM) (opcional)
- Espectroscopía de Túnel de Escaneo (opcional)

TRIOS Acceso Óptico y Microscopio

Acceso óptico simultáneo:
- Desde abajo con un objetivo de inmersión en aceite de hasta 1,49 NA
- Desde el principio con hasta 100× objetivo de 0,7 NA
- De lateral (opcional) con objetivo de hasta 100× 0,7 NA
Escáner piezoeléctrico de objetivo de lazo cerrado para alineación espectroscópica láser ultraestable a largo plazo
- Rango 30 μm × 30 μm × 10 μm / Resolución: 1 nm

TRIOS Scanner

Rango de escaneo de muestra: 100 μm × 100 μm × 15 μm (+/-10%) / Rango opcional de escaneo: 200 μm × 200 μm × 20 μm (+/-10%)
No linealidad: XY < 0,05%, Z < 0,05%
Noise:
- < 0,1 nm RMS en dimensión XY en ancho de banda de 100 Hz con sensores de capacitancia activados
- < 0,02 nm RMS en dimensión XY en ancho de banda de 100 Hz con sensores de capacitancia apagados
- < 0,1 nm RMS en dimensión Z en ancho de banda de 1000 Hz con sensor de capacitancia activado
- < 0,03 nm RMS en dimensión Z en ancho de banda de 1000 Hz con sensor de capacitancia apagado
Movimiento X, Y, Z:
- Frecuencia de resonancia XY 7 kHz (sin carga)
- Frecuencia de resonancia Z 15 kHz (sin carga)
Control digital en lazo cerrado para los ejes X, Y y Z

TRIOS Base

Máximo 50,8 mm × 50,8 mm, 5 mm de espesor y hasta 100 mm × 100 mm con soporte especial
Rango manual de posicionamiento de muestras: 25 mm × 25 mm
Rango opcional de posicionamiento motorizado de muestras: 22 mm × 22 mm
Rango de posicionamiento de la cabeza para medir SPM motorizado: 1,6 mm × 1,6 mm
Aproximación motorizada: 1,3 mm

TRIOS Jefe AFM

Longitud de onda del láser: 1300 nm
No hay influencia del láser de registro en las mediciones fotovoltaicas ni en muestras biológicas
Evitar interferencias ópticas para aplicaciones Raman
Totalmente motorizado: 4 motores paso a paso para alineación automática de voladizo y fotodiodo
Acceso libre a la sonda para manipuladores y sondas externas adicionales

TRIOS Opciones

Unidad conductora (rango de corriente 100 fA – 10 μA / 3 subrangos de corriente (1 nA, 100 nA y 10 μA) conmutable por software)
Celda líquida / Celda electroquímica (capacidad de intercambio líquido)
Control de temperatura para celda líquida (calentamiento hasta 60°C)
Sistema de control de humedad (rango de humedad relativa 10-85% / Estabilidad de humedad relativa ±1%)
Módulo de calefacción y refrigeración (de -50°C a +100°C)

Módulo de calefacción (calentamiento hasta 300°C / Estabilidad de temperatura 0,1°C)
Módulo de calefacción (calentamiento hasta 150°C / Estabilidad de temperatura 0,01°C)
Soporte combinado de forquilla de corte y fuerza normal
Titular STM
Módulo de Acceso a Señales

Software

Omega:
- Alineación automática del sistema de registro
- Configuración automática con parámetros preestablecidos para técnicas estándar de medición
- Ajuste automático de frecuencia de resonancia en voladizo
- Lenguaje de macros "Lua" para programar funciones de usuario, scripts y widgets
- Capacidad para reprogramar el lenguaje de macros DSP del controlador en tiempo real sin necesidad de recargar el software de control
- Calibración constante de muelle (método térmico)
IAPro:
- Imágenes de proceso en espacio de coordenadas, incluyendo la realización de secciones transversales, ajuste y resta de superficies polinómicas (hasta 12 grados)
- Procesamiento FFT con la capacidad de tratar imágenes en espacio de frecuencias, incluyendo filtración y análisis
Procesamiento: hasta imágenes de 5000 píxeles × 5000 píxeles.

Electrónica de controladores

Controlador modular, totalmente digital y expandible
DSP de alta velocidad 300 MHz
ADC: 20 canales
ADCs de alta velocidad de 500 kHz y 18 bits para sensor de posición del escáner
Sistema de registro de rango de frecuencia de 5 MHz
2 amplificadores de bloqueo con rango de frecuencias de 5 MHz
6 generadores digitales de 32 bits, rango de frecuencia de 5 MHz, resolución de 0,018 Hz
7 Control de motores paso a paso
Salidas digitales para integración con equipos externos
Entradas/salidas analógicas para integración con equipos externos

TERS Caracterización de nanopartículas explosivas

Aún no se entiende cómo las nanopartículas cocristalinas (cocristalinidad combinada con nanoestructuración) tienen propiedades superiores a los cristales compuestos individuales. Solo una técnica capaz de sondear nanopartículas individuales puede aportar respuestas.

c-AFM y in operando TERS & μRaman Caracterización de la Conmutación Molecular en Memristores Orgánicos

La aparición de memristores orgánicos se ha visto obstaculizada por una pobre reproducibilidad, durabilidad, estabilidad, escalabilidad y baja velocidad de conmutación. Conocer el mecanismo principal de impulso a escala molecular será la clave para mejorar la robustez y fiabilidad de estos dispositivos de base orgánica.

TERS correlacionado y KPFM de las escamas de óxido de grafeno

Visualizar la distribución de defectos estructurales y grupos funcionales presentes en la superficie de materiales bidimensionales (2D) como el óxido de grafeno desafía la sensibilidad y resolución espacial de la mayoría de las técnicas analíticas avanzadas.

Medidas AFM-TERS en un entorno líquido con iluminación/recogida lateral

La Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) asociada a la espectroscopía Raman ha demostrado ser una técnica poderosa para sondear propiedades químicas a nanoescala. TERS en líquidos aportará resultados prometedores en la investigación in situ de muestras biológicas, catálisis y reacciones electroquímicas.

Caracterización de nanopartículas a partir de emisiones de motores de combustión usando AFM-TERS

Ahora surge una nueva preocupación por la salud humana debido a las partículas de menos de 23 nm emitidas por vehículos de carretera. Más allá de medir el número y la masa de partículas, también es fundamental determinar la composición química superficial de las nanopartículas para comprender la posible reactividad con el entorno.

Mediciones correlacionadas de TERS, TEPL y SPM de materiales 2D

Quedan muchos desafíos antes de que la promesa de los materiales 2D se haga realidad en forma de nanodispositivos prácticos. Se requiere una técnica de caracterización a nanoescala rica en información para calificar estos materiales y ayudar en el despliegue de aplicaciones basadas en materiales en 2D.

Caracterización de las escamas de MoS2 usando TEOS

Tanto las imágenes TEPL como TERS están bien correlacionadas con imágenes morfológicas AFM obtenidas simultáneamente, y todas son consistentes en revelar la naturaleza (número de capas) de las escamas de MoS2. Al desconvolución, la señal TEPL incluso es capaz de revelar inhomogeneidades locales dentro de una lámina MoS2 de tamaño 100 nm. La medición con sonda Kelvin soporta mediciones TEPL y TERS y añade potencia a estas herramientas combinativas mejoradas con puntas. La caracterización TEOS de materiales 2D probablemente contribuirá a un mayor despliegue de estos materiales en productos comerciales mediante una mejor comprensión de sus propiedades eléctricas y químicas a nanoescala.

Caracterización de nanotubos de carbono mediante espectroscopía Raman mejorada por punta (TERS)

El uso de TERS para revelar la densidad de defectos en la estructura de los CNTs es de interés para comprender mejor las propiedades eléctricas de los dispositivos fabricados con tales nano-objetos. No sólo se pueden estudiar los defectos en la concentración, sino también los cambios locales en la quiralidad de los diferentes modos de respiración radiales, el efecto de presión y la distribución de la deformación a nivel de nanotubos de carbono únicos a través de TERS.