24. Сканирующие зондовые лаборатории

Говоря о сканирующих зондовых микроскопах, нельзя не упомянуть российскую компанию "Нанотехнология-МДТ" (NT-MDT), которая уже более 10 лет производит СТМ, АСМ, СБОМ и другие приборы, по качеству не уступающие зарубежным конкурентам. Более того, компания создает новые типы нанооборудования - сканирующие зондовые лаборатории. Сканирующие зондовые лаборатории- это измерительные комплексы, позволяющие проводить измерения характеристик исследуемых образцов с применением широкого набора методик, включая методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Разработанные компанией зондовые лаборатории позволяют наряду с традиционными СЗМ исследованиями проводить исследования оптических характеристик образцов, включая конфокальную микроскопию и спектральные измерения. Разработаны модели зондовых лабораторий, имеющие в своем составе безапертурные сканирующие ближнепольные оптические микроскопы (СБОМ), а также модели позволяющие проводить 3D исследования за счет использования встроенного микротома. Отличительной особенностью нанотехнологического комплекса (нанолаборатории) является объединение методик зондовой микроскопии с другими аналитическими методами исследования свойств образцов (включая методы подготовки образцов), что качественно улучшает возможности как зондовой микроскопии, так и других используемых в нанокомплексе аналитических методик: оптической микроскопии, спектроскопии, микротомии.

Оптические микроскопы имеют малое разрешение, не позволяя исследовать объекты, размер которых меньше 1 микрона. Чтобы преодолеть эти ограничения, разрабатывают систему, позволяющую наблюдать объект оптическими методами, а при необходимости исследовать отдельные участки средствами СЗМ. При этом происходит точное наложение изображений, полученных с помощью оптического микроскопа и СЗМ. Полученную таким образом информацию об объекте можно существенно дополнить данными о его химическом составе. Для этой цели комплекс оснащен сканирующим спектрометром и сверхбыстрыми лазерами. Сканирующая зондовая лаборатория «NTEGRA» позволяет изменять температуру образца в диапазоне от - 30°С до +300°С прямо во время работы. Это позволяет наблюдать разные структурные изменения на поверхности образца: кристаллизация, плавление, процессы роста, и т.д.

Зондовая лаборатория «ЗНЛ» «NTEGRA» является уникальным измерительным комплексом нанометрового разрешения, включающего: сканирующий зондовой микроскоп с практически полным набором методик микроскопии, спектроскопии, литографии, наноманипуляции, проводимые в обычных условиях, в жидкости, в вакууме в условиях высоких и пониженных температур; ближнепольный оптический микроскоп; безапертурныйближнепольный оптический микроскоп; сканирующий конфокальный Романовский спектр.

Лаборатория «NTEGRA» позволяет реализовывать более 40 методик зондовой микроскопии, в том числе силовую, акустическую микроскопию, позволяющую проводить локальные измерения модуля Юнга, фемтотоковые измерения, нанолитографию с разрешением до 10 нм. Сканеры, с низко шумящими емкостными датчиками позволяют проводить измерения линейных размеров с точностью до 0,4%. Кроме детальной информации о поверхности, такая лаборатория позволяет провести спектральный анализ объекта, реконструировать его трёхмерную структуру, а так же допускает возможность автоматизации исследований.

При исследовании живых объектов, а так же во многих химических экспериментах необходимо проводить сканирование в жидкости. Для таких исследований разработана закрытая жидкостная ячейка с протоком жидкости и нагревом. С её помощью можно изучать биологические объекты – живые клетки или взаимодействующие макромолекулы. В одной из ЗЛ совмещены криотон – специальный прибор для получения ультратонких срезов – и база СЗМ. Мгновенное исследование методами СЗМ свежего среза замороженного биологического образца позволяет получить изображение его внутренней структуры. При этом можно измерить и записать карты таких параметров, как жесткость, липкость, вязко-эластичность и т.п. последовательный анализ поверхностей образца, полученных при удалении ультратонких слоев с помощью микротома, позволяет реконструировать трехмерную структуру образца (объекта).