布魯克（kè）BRUKER 原子力顯微鏡/AFM

Dimension FastScan

       布魯克 Dimension FastScan®是一（yī）款經過專門設計的原子力顯微鏡 （AFM）係統，能（néng）夠在不降低分辨（biàn）率、不失去力控製、不增加設備（bèi）複（fù）雜性，不（bú）帶來繁瑣操作的前提下，實現對樣品的快（kuài）速掃（sǎo）描，並獲取到高性能 AFM 所提供（gòng）的高分辨（biàn）率圖像。無論您是以 >125Hz 的速度掃描（miáo）樣品表麵，或是在大氣或流體中以每秒 1 張的速率采集AFM圖像，都能通過FastScan得到優異的高分辨圖像。Dimension FastScan這一變革性技術重新定義了 AFM 設備的使用體驗。

更高效率

·      在空氣或液體（tǐ）中成像速度是原來速度的約100倍，自動激光調節和檢測器調節,智能進（jìn）針,大大縮（suō）短了實驗時間。

·      自動（dòng）測量軟件和高（gāo）速掃描係統（tǒng）結合，大幅提高了實驗數據的可信度和（hé）可重複性。

更高分辨率

·      FastScan精確的力控製模式提高圖像分辨率（lǜ）的同時，延長了探針的使用壽命（mìng）。

·      掃描（miáo）速度20Hz時仍能獲得高質量的TappingMode™ 圖像,掃描速度（dù）6Hz仍能獲得高質量的 ScanAsyst 圖像。

·      低噪音（yīn）,溫（wēn）度補償傳感器展（zhǎn）現出（chū）亞埃級的噪（zào）音水（shuǐ）平。

在各類樣品上均有優異表（biǎo）現

·      閉（bì）環控製的lcon和Fastscan掃描管大大降低了Z方向噪音，使他們Z方向的噪（zào）音水平分別低於30pm和40pm,具有（yǒu）低（dī）熱漂移率，可得到高分辨的真實圖像。

·      Fast Scan可以對不同樣品（pǐn）進行測量,保證高度從埃級到100多納米（mǐ）的樣品高精度無失真掃描。

AFM掃（sǎo）描速（sù）度的新（xīn）定義

       Dimension FastScan是一台將掃描速度、分辨率、精確度和噪（zào）音控製成功結合的AFM,真正實現了快速掃描（miáo）原子力顯微鏡的（de）商業（yè）化應用。

       Bruker的工程師致力於 AFM 技術的改造和完善，包括采用（yòng）低熱漂移的針尖掃描AFM技術（提高了係統的固有振動頻率），應（yīng）用新（xīn）的 NanoScope 控製器（qì）（為機器提供了更高的帶寬），采用了低噪音的機械和電子的主要部件，開發了小懸臂的（de）生產工藝等創新研發技術（shù），實現了（le）AFM掃描速度的大幅度提升，

高速、高分辨率原子力顯微（wēi）鏡

       Dimension FastScan 是高速型的針尖掃描原子力顯微鏡係統（tǒng），能在各（gè）種尺寸的樣品上實現高達每秒一幀的掃描速率，而不（bú）犧牲分辨率或任何儀器性能。

       結合峰值力®輕敲模式，Dimension FastScan 使用線性控製回路實現了實時的力測量，從而在各種剛度的（de）樣品表麵上，無論是堅硬平滑的晶體表麵還是柔軟粗糙的聚合物表麵上，都能獲得高分辨的形貌及（jí）力學性能（néng）。

點缺陷分（fèn）辨（biàn）率的方解石的剛度圖像。圖像尺寸為15 nm（麵板 1）。亞分子分辨率級別的iPMMA 薄（báo）膜的粘附力分布圖像（xiàng）。 圖像大小為100 nm（麵板 2）。

樣品由馬（mǎ）丁-盧瑟-哈勒（lè）-維滕（téng）貝格大學（xué）的瑟（sè）恩-阿爾布雷希特（tè）教授提供。

卓越的生產力

       Dimension FastScan 的每個方麵（包括開放的大樣（yàng）品台設計和（hé）預先（xiān）優化的軟件設置）都經過專（zhuān）門設（shè）計，加上（shàng）設備軟件的直觀工作流程，使其操作比以往的AFM設備更（gèng）加簡便，即使是（shì）初學者來操作，也能快（kuài）遞獲取到專業級的圖（tú）像。

       Dimension FastScan為操作者提供了全新的AFM使用體驗，包括快速找尋樣品、快速進針、快（kuài）速掃描、低噪音、更低的漂移速率（低至200 pm每分鍾（zhōng））、擴展性更強的直觀用戶界麵（miàn）、 Dimension係列的大樣（yàng）品台等，確（què）保（bǎo）設備無須經過繁複的調整和優化，也能更快地獲得高質量的結果和可供發表的（de）數據。

用AFM拓展您（nín）的（de）應用 - 應（yīng）用案例

1.    樣品（pǐn）檢（jiǎn）測

       樣品檢測是通過常見的實驗方式去探索未知的樣本以（yǐ）了解樣品的組成、功能和力學性能等。

       下圖是利用FastScan對某一樣品進行測（cè）量所得到的 AFM 圖像,它是從掃描（miáo）範（fàn）圍（wéi）為 20um 的（de）掃描圖（tú）片中截取 1/10 大小區域的圖像（xiàng）進行放大。該圖像的掃描速度為 8分鍾,從圖中可（kě）以看出該圖像仍然具有非常高的分辨率。

2.    樣品篩選

       無論是（shì）材料生產中進行失效分析或納米級的質量控製（zhì），產（chǎn）品質（zhì）量控製過程中產品信息（xī）的及時反饋是必不可少的，通過（guò）利用 AFM 係統（tǒng）能夠獲取大量樣品信息（xī），對樣品進行常規或高精準度篩選（xuǎn）。

       在獲取藥物配方的（de）過程中，需要大量的數據對其中的非晶藥物成分進行（háng）篩選，這也將會（huì）成為 FastScan 的一（yī）個新用途。

3.    動態應用範例

       另一種常見的（de）應用是觀察一（yī）個納米級物體在（zài）外部條件變化或受刺激的情況下，隨著時間產生變化的過程。無論是在空氣中還是在液體中,對（duì）納米尺度的動態變化（huà）觀（guān）察都是頗具研究（jiū）價值的。Dimension FastScan為這種實驗提供了十分便利的條件。

更多應用

1、 材料成像

       FastScan 在使用ICON 的掃描器的情況下支持 Bruker的專利PeakForce ONMT成像模式（shì），在使用快速掃描掃（sǎo）描器的情（qíng）況下也（yě）可進行納（nà）米力學成像。使用FastScan技術,大大減少了研究者獲（huò）得高分辨率形貌和納米力學圖譜的時間。

在整個晶圓上獲得埃級(~0.1 nm)粗糙度（dù）。能在2 小時內進（jìn）行 96 次測量

2、 電學表（biǎo）征（zhēng）

      使用布魯克專有的峰值力（lì）輕敲模式在納米尺度上表征（zhēng）樣（yàng）品的電學性質（zhì），實（shí）現更好的靈敏度、分辨率和動態（tài）範圍。PeakForce TUNA 和 PeakForce SSRM 提供獨特的納米電學表征能力，還能同時獲得納米電學性質信息。

垂直站立碳納（nà）米管的電流分布成（chéng）像。隻有使（shǐ）用PeakForce TUNA模式才可能獲得該樣品的（de）導電性分布。

3、 納（nà）米操縱

       可實現在納米和分子級別的納米操縱和刻蝕FastScan的 XYZ 閉環掃描器解決了掃描（miáo）管的蠕變效應大大提高了（le）操縱（zòng）的精確度。同時低噪音精密探針的（de）準確定位,適用於各種納（nà）米操作係統。

4、 加熱和冷卻

       在以各種AFM模（mó）式掃（sǎo）描的同時可實現-35°C到250℃的溫度的精確控製（zhì）和熱分析。另外還可使用熱探針對（duì）低於100nm 的局部加熱到 500°C

應用實例

1、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯（zhǐ）混合物樣品的損耗模量分布圖的三維呈現。藍色區域（yù）模量更高，紅色區域模（mó）量更低，分別對應於聚苯乙烯基質和聚甲基丙烯酸甲（jiǎ）酯嵌入物。損（sǔn）耗模量分布圖使用布（bù）魯克專利的（de）快速力陣列（liè）模式采集，掃描範圍為5微（wēi）米，分辨率為256x256，振動頻率（lǜ）約為590 kHz。

2、使用PeakForce QNM 模式采集的在六方氮化硼上的石墨烯模量分布圖像，揭示了與高度局部應變緩解對齊後向相應晶格的過渡。參考Nature Physics 10,451-456(2014)。

3、聚甲基丙烯酸甲酯(青色（sè）)基質中的（de）間規聚（jù）丙烯(紫羅蘭色)區域。三維（wéi）形貌圖中的色標表示模量，能清（qīng）晰地（dì）揭示出（chū）間規聚（jù）丙烯在基質中（zhōng）的滲透。圖像尺寸為 8μm。

4、使用（yòng）峰值力輕敲模式（shì）獲（huò）得的方（fāng）解石和雲母表麵的（de）原子尺度下的形貌圖像(右)和相應力（lì）曲線(左)。

5、高定向裂解石墨表麵的C36H74烷自組裝結構。

6、使用Dimension FastScan在石墨烯上獲得高分辨形（xíng）貌、粘附力、模（mó）量和形變量分布。