Nanonics近场光学扫描显微镜(NSOM/SNOM)

仪器简介：

我们的创新
NANONICS IMAGING LTD.一直是扫描探针显微镜（SPM）领域中将近场光学显微镜(NSOM)技术和原子力显微镜(AFM)技术结合的领头羊。公司成立于1997年，在过去的十年里我们将新的概念应用到SPM系统中从而开拓了SPM市场领域一个新的视角。 Nanonics使用悬臂近场光学探针为业内提供了革命性的近场光学成像；同时也引入了双探针技术、样品扫描AFM系统；个提供近场光学（NSOM）/原子力显微镜（AFM）低温系统，Raman-AFM系统，多探针AFM系统和扫描电镜（SEM）/AFM系统。

NANONICS是业界成立Z久并且对此类系列产品经验Z丰富的公司之一，其产品荣获过许多国际大奖。在强大的NSOM/AFM的整合操作系统推动下，今天NANONICS继续以强大的优势和全面的系统领导着市场。NANONICS凭借实力和品质，其产品涉足的领域从科研到工业，从生物学到半导体，从化学制品到无线电通讯，应用范围极其广泛。

我们的理念 – 提供SPM，近场光学和显微镜整合方案
Nanonics 致力于制造领先的SPM仪器，我们将SPM技术和其它显微镜表征技术的整合在一起。在纳米科技表征技术领域中，为用户提供一个开放并极具潜力的SPM表征技术平台。

我们的技术
作为一家商业公司，我们有着自己独特的技术优势。我们能提供大量种类齐全的纳米探针。包括业内领先的悬臂近场光学（NSOM）探针到热学，电学探针。这些外露光学探针的运用结合具有专利保护的3D平面扫描技术为我们的系统提供了一个广阔开放的光学平台——这是我们能够将AFM技术和其它显微镜表征技术结合的重要原因。

我们的团队
我们拥有一支的专家团队为我们提供创新技术和高性能的产品。在过去的十年里我们拥有40多名员工并且组建了的SPM专家和科学家团队。 团队直接由近场光学奠基人之一的Aaron Lewis 教授带领十五名科学家为客户提供以SPM为平台的产品和技术支持。

我的技术服务
我们致力于提供客户高性能的业内领先级产品和高附加值的技术支持。从系统安装开始，我们就区别于其它竞争对手，为你提供高素质的技术专家安装设备，提供SPM技术领域的专家指导。通过一对一的与客户沟通帮助客户使用仪器。Nanonics在业内已经有一大批客户并且客户通过使用我们的仪器发表了不少好的文章。这些客户和客户的成绩也同样见证了我们为客户提供了的完整的SPM和其他表征整合方案和技术支持。



**********************近场扫描光学显微镜的基本构造********************
      进行NSOM实验，必须将点光源靠到样品表面纳米距离，然后点光源扫描样品表面，再收集探测经过样品表面的光学信号。我们使用经金属涂层处理的带孔洞椎形光纤作为NSOM探针。光经耦合进入探针，从亚光波长孔径的探针发出，NSOM的分辨率就是由孔径的大小决定(可以达到50纳米)。点光源和样品表面的距离通常通过正常的力反馈机制(与AFM相同)控制，因此可以进行接触、敲击和非接触模式的NSOM实验。针对不同的材料和实验，通常有四种NSOM操作模式： 

* 透射模式成像——样品经过探针照明，光通过样品并与样品相互作用后被收集探测；
* 反射模式成像——样品经过探针照明，光从样品表面反射并被收集探测；
* 收集模式成像——样品经远场光源照明(从上或下面均可)，探针将光信号从样品表面收集；
* 照明收集模式成像——用同一根探针同时进行照明和收集探测反射光； 

在近场光学领域，部分扫描模式只有通过Nanonics提供的独特玻璃光纤探针才能完成，因为我们独特的光纤探针具有很好的波导性能。

      收集的光可通过多种探测器探测，如APD(Avalanche Photo Diode)、PMT(Photomultiplier Tube)、InGaAs探测器、CCD或通过光谱仪探测，通过探测器得到的信号经过数据处理得到样品材料的NSOM图像。

技术参数：

原子力扫描表征
-接触模式（可选）
-探针或者样品扫描都具有所有原子力显微镜的操作模式。
近场光学成像和激发表征 
-透射，反射，收集，激发模式
界面差别对比表征
-反射和透射模式
折射系数分析表征
-反射和透射模式
热导和阻值扩散分析表征
-接触AC模式
-无反馈激光通过外部媒介导入半导体，使用音叉反馈
在线远场共聚焦拉曼和荧光光谱成像
-反射和透射模式
-针尖增强拉曼散射和在超薄层面上做选择性拉曼散射，例如应变硅
纳米刻蚀
-纳米“笔”探针输送多种化学物质和气体
-近场光学刻蚀和常规方式的纳米刻蚀技术比如电子氧化等，并且可-以同时使用另外一根探针做在线同步分析
纳米压痕
-使用兆级帕斯卡压强，通过另外一个附加探针的在线同步分析将力学探针精确定位和控制。

++++++SPM 扫描头参数

样品扫描器
-压电扫描平台 （3D 扫描台™）
-高度7毫米
探针扫描器
-四个独立控制的压电扫描平台（3D 扫描台™）模块
-高度7毫米
扫描范围
-每根单探针扫描范围30 微米 (XYZ方向)
-仅样品扫描器扫描范围100微米(XYZ方向)
-样品扫描器和单探针扫描器扫描范围130微米 (XYZ方向)
-样品扫描器和双探针扫描器扫描范围160微米(XY方向)
扫描分辨率
- < 0.05 纳米 (Z方向)
-< 0.15纳米(XY方向)
-< 0.02纳米(XY方向) 低电压模式
粗定位
-样品粗调定位： XY 马达驱动范围5mm-分辨率0.25微米
-针尖粗调定位：
-XY方向马达驱动-驱动范围5mm-分辨率0.25微米
-Z方向马达驱动-驱动范围10mm-分辨率0.065微米
反馈机制
-音叉反馈（标准）
-激光反射反馈（可选）
常规样品尺寸
-标准尺寸可达到16毫米
-使用上置光学显微镜操可达到34毫米
-不使用样品扫描方式可以达到55毫米
-有些客户样品尺寸达到200mm也能扫描
-非常规尺寸样品：例如横截面高低起伏较大的样品等一些特殊形状样品
探针
-独特的玻璃探针，针尖可以提供不同的形貌和参杂金属颗粒或者涂层
各种形式的常规硅悬臂探针也可以使用 

++++++成像分辨率

远场成像分辨率
-到达衍射限制
光学成像分辨率
-非共聚焦下光学分辨率500纳米左右
共聚焦成像分辨率
-200纳米
近场光学成像分辨率
-安装时保证100纳米分辨率；50纳米分辨率也可以提供
形貌成像分辨率
-Z 方向噪音有效值0.05 纳米（RMS）
-XY 横向分辨率：根据样品和针尖直径情况
热学成像分辨率
-至少100纳米
阻值成像分辨率
-至少25纳米

++++++热学&阻值成像

温度参数
-300度或者更高，要考虑样品情况
热学参数
-独特的双根纳米铂丝嵌在绝缘玻璃探针中
-热敏感度0.01 ºC
-测量阻值改变速率为0.38 Ω/ºC
阻值特点
-独特的双根纳米铂丝嵌在绝缘玻璃探针中并且可以做出不同的形状结构和涂层
-超高电势分辨率
-接触电阻极微小
-电学稳定& 抗氧化 

++++++在线光学和电子/离子光学扫描同步完成

可以完成的表征类别
-远场光学，共聚焦光学，近场，微区拉曼，扫描电子显微镜（SEM）或者聚焦离子束（FIB）
整合优势
-样品扫描台上下光路开阔，可以做光学或电子/离子光学特征同步扫描联用

-将所有形式的光学显微镜整合在一起，包括上置光学显微镜和下置光学显微镜同时整合在探针扫描平台上

-整合了所有标准微区拉曼180度背反射几何形貌配置。下置光学显微镜和Nanonics独特的上下置光学显微镜可以做不同的透明和非透明样品

-具有所有常规的远场光学操作模式包括相位成像和界面差别对比

-可以使用上置，下置和双置光学显微镜做任何模式近场光学扫描，无需更换扫描头保证了实验结果稳定性和可重复性。
探测器类别
-PMT， APD 或者InGaAs 红外探测器
激光光源
-可提供深紫外到近红外激光
电视频系统
-在线CCD 视频成像

主要特点：

 独有的多探针系统
Nanonics原子力显微镜Z多可以同时进行四探针测试，光纤探针各自独立控制，可以同时分别、独立进行如滴液、加压，电学，热学方面的测试等不同的工作。

专利技术的独特扁平3D 扫描台
具有专利技术的扫描台上下光路开阔，可以将上，下置光学共聚焦显微镜整合到AFM扫描平台上，在无需更换任何探头的情况下同步完成的一系列的探针扫描，光学测量，力学测量，热学电学测量等测试手段，节约了用户大量的时间和精力并保证了样品测试的连贯性。通常很多厂家仪器做不同测试的时候探头都需要更换，不能同步联用并且费时费力。Nanonics这项专利是目前市场上的优势技术，并且探针扫描台和样品扫描台可以独自运作，即可以探针不动，样品移动；或者样品不动，探针移动，其它厂家无法提供这种独特的扫描方式。扫描的步进位移通过压电陶瓷驱动精度极高，Nanonics原子力显微镜分别提供一个85um样品扫描台和30um探针扫描台，XY方向的扫描范围是110*110um。尤其是Z方向的大扫描范围是所有AFM厂家无法提供的。另外一个3D扫描台提供探针扫描和样品扫描两种模式，在所有AFM 电镜中是的设计。

独特的音叉反馈机制
常规的AFM反馈通过激光反射反馈，具有噪音大，调试困难，受干涉情况；尤其在液体中或者做光学测试的时候，例如近场光学，AFM-Raman测试中，容易被干涉或者干涉有效信号。音叉反馈采用常规力学反馈避免了以上所有弊病，安装简单，结构稳定。
专利技术的悬臂光纤弯针 。Nanonics 原子力显微镜的玻璃探针可提供畅通的光学通道，光线能以与传统直线式近场光学元件相同的效率和偏振性传输到探针。玻璃探针可以做成中空型，用于加载光纤或实现Nano-Pen功能。

多种探针通用平台
Nanonics 原子力显微镜系统不仅可以使用玻璃光纤探针，也可以使用传统的商业化AFM/NSOM硅探针，提供了一个通用多探针使用平台。客户也可以要求使用常规硅悬臂探针。另外Nanonics还可以根据客户不同的需要定制探针。

无与伦比的Z 方向探测深度
MV4000在Z方向可探测深度为140um，非常适合深沟状样品。独特的悬臂设计不仅能探测深沟底部的形貌，而且可以对侧面进行检测。常规的硅悬臂探针无法做深沟探测。

独特的光学友好性
Nanonics原子力显微镜的玻璃光纤探针可提供畅通的光学通道，可同时和正置与倒置显微镜配合使用，实现透射式、反射、照明模式、收集模式（Nanonics独有的）等多个功能。光纤探针具有良好的光学性能和光导性能，这是硅悬臂探针无法做到的。

拉曼连用平台
MV4000的玻璃光纤探针具有光学友好特性，可与任何拉曼光谱仪整合，例如常用的Reinshaw 和JY Raman系统。可实现在线AFM形貌扫描，拉曼Mapping，自动共聚焦，提高拉曼的精度。配合NSOM可以完成微区Raman，并且还可以做荧光和微区荧光扫描。由于独特的扫描平台，AFM-Raman 联用不仅可以扫描透明样品还可以扫描不透明的块状和薄膜样品，这也是在AFM-Raman 联用案例中独特的设计。

独有的TERS玻璃探针
Nanonics在玻璃光纤探针的采用专利的独立金球技术，与其他涂层探针相比，不会因在长时间使用后，受到激光影响而脱落，更为稳定，效率更高。配合独特的扫描台设计，可以在光源位置找到激光偏振位置获得Z好的TERS信号源。这也是其它厂家不具备的特点。