nGauge原子力顯微鏡作為世界上臺(tái)單芯片（Single-Chip）AFM，是加拿大滑鐵盧大學(xué)(DARPA聯(lián)合項(xiàng)目)近十年的研發(fā)成果。Single-Chip技術(shù)通過CMOSMEMS工藝將AFM的所有組件（精細(xì)XYZ運(yùn)動(dòng)和納米***感測(cè)）集成到單個(gè)1mm x 1 mm的芯片上，減少了對(duì)大功率及垂直檢測(cè)激光對(duì)準(zhǔn)設(shè)備的需
求，極大提升了設(shè)備自身的抗震性能、掃描速率、掃描精度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、便捷的原子力掃描。
nGauge原子力顯微鏡應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、半導(dǎo)體、高分子聚合物等領(lǐng)域的納米科學(xué)研究。nGauge也不斷致力于SMM、SThM等新技術(shù)的研發(fā)。
nGauge應(yīng)用原理
傳統(tǒng)AFM通常使用硅懸臂上有尖銳尖端的探針。激光束映射到懸臂的背面第四象限光電探測(cè)器上，用來測(cè)量任何懸臂的微小位移。當(dāng)壓電XY平面光柵在X和Y軸掃描樣品時(shí)，壓電的Z掃描器控制探針高度。
sc-AFM（Single-Chip AFM）幾乎以與傳統(tǒng)AFM極其相近的方式運(yùn)行，不同的是它所有的組成部件都整合在***個(gè)薄片上。薄片是用世界上的制造程序來制造出的***個(gè)微小的MEMS驅(qū)動(dòng)，在***個(gè)1*1mm的硅片上的超精密的掃描器和傳感器。sc-AFM包括懸臂和尖銳尖端，整合的壓電傳感器替代激光來測(cè)量尖端位移。針尖和傳感器依附于MEMS掃描器上，且可以在XYZ軸定位，完成次納米***測(cè)量。
nGauge產(chǎn)品參數(shù)
Maximum Scan Range(XYZ) | 15*15*10um | Scan Speed | >8 lines/Second |
XY Scanner Resolution | <0.5nm | Feedback Controller | PID |
XYZ Actuation | Electrothermal | System Dimensions | 70mm*90mm*75mm |
Sensor | Piezoresistive | Stage Area | 70mm*43mm |
Dynamic RMS noise | <1nm | Z Stage Travel | 20mm |
Resonant Frequency of Cantilever | 8-9kHz | Force Curve | Dynamic |
Tip Radius | <80nm | Open Source | Yes |
Imaging Mode | Intermittent Contact | OS requirements | Windows,OSX |
nGauge圖像表征
nGauge AFM 可以在諸多領(lǐng)域進(jìn)行成像，覆蓋了生命科學(xué)、半導(dǎo)體材料、有機(jī)高分子等在內(nèi)的許多學(xué)科。以下是本產(chǎn)品對(duì)不同樣品的表征結(jié)果
芯片（Single-Chip）
AFM的芯片是***種cms - mems器件，大小約1.2 x0.8x0.3 mm，它包括***些電熱執(zhí)行器，***個(gè)帶有尖端的懸臂，以及測(cè)量尖端偏轉(zhuǎn)的壓電式應(yīng)變傳感器。傳動(dòng)裝置是雙晶型和V型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合，由電阻式加熱器提供動(dòng)力，并通過彎曲的方式將其與三自由度和亞納米精度的尖端相連接。在XY方向上分別有兩個(gè)執(zhí)行器互相作為熱耦合的補(bǔ)償來保證這兩個(gè)方向的平穩(wěn)，*終針尖能夠探測(cè)足夠的精確的Z方向的高度。
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