NanoWizard NanoOptics – Kính hiển vi lực nguyên tử

Khai phá tiềm năng quang học ở cấp độ nano

NanoWizard® NanoOptics AFM được tối ưu hóa cho nhiều ứng dụng quang học ở cấp độ nano, từ hình ảnh quang học gần trường bằng SNOM dạng khe và tán xạ, đến các thí nghiệm về tương tác giữa ánh sáng và mẫu vật như hấp thụ, kích thích, hiệu ứng phi tuyến và dập tắt quang học.

Thử nghiệm quang học trường gần cải tiến

Thu nhận photon đơn và đạt độ phân giải dưới bước sóng, lý tưởng để nghiên cứu tính chất quang học bề mặt, chấm lượng tử và siêu vật liệu.

Hình ảnh quang học quy mô nano độc đáo

Tích hợp mượt mà với các kỹ thuật huỳnh quang tiên tiến, quang phổ Raman và hệ thống đếm photon tương quan theo thời gian. Có sẵn cổng tích hợp cho các ứng dụng SNOM.

Điều khiển nano tạo thí nghiệm theo yêu cầu

Cung cấp dữ liệu tương quan với độ phân giải không gian cao nhất ở cấp độ nanomet. Thiết kế ổn định, hỗ trợ nghiên cứu trong môi trường lỏng, lý tưởng cho các nghiên cứu BioTERS.

Chế độ vận hành

Chế độ tiêu chuẩn

Chế Độ Chụp Ảnh

  • QI™ mode: Dễ sử dụng, trực quan với kiểm soát lực chính xác.
  • Chế độ tiếp xúc (Contact mode) với kính hiển vi lực bên (LFM).
  • Chế độ AC với phát hiện pha.

Đo lực

  • Phổ lực tĩnh và động.
  • Lập bản đồ lực nâng cao.

Chế độ tùy chọn

  • Quét nhanh với tốc độ lên đến 100 dòng/giây.
  • QI™ Advanced mode: Cung cấp dữ liệu định lượng.
  • Đo đặc tính cơ học: Độ bám dính, đàn hồi, độ cứng, biến dạng.
  • Lập bản đồ độ dẫn và phân bố điện tích.
  • Chụp ảnh điểm tiếp xúc (CPI) với lực bằng 0.
  • Hình ảnh nhận diện phân tử để lập bản đồ vị trí liên kết.
  • HyperDrive™ mode: Hình ảnh có độ phân giải cao nhất trong môi trường lỏng.
  • Chế độ AC nâng cao như FM, PM với Q-control & Active Gain Control.
  • Hình ảnh bội hài cao (Higher harmonics imaging).
  • Vi lưu biến học (MicroRheology).
  • Kính hiển vi đầu dò Kelvin (Kelvin Probe Microscopy) và SCM.
  • MFM và EFM (cũng có trong QI™ mode).
  • AFM dẫn điện (Conductive AFM) (cũng có trong QI™ mode).
  • STM (Scanning Tunneling Microscopy).
  • Các chế độ quang phổ điện (Electrical Spectroscopy Modes).
  • Kính hiển vi phản hồi áp điện (Piezo-Response Microscopy).
  • Điện hóa học (Electrochemistry) với kiểm soát nhiệt độ và kính hiển vi quang học.
  • NanoLithography và NanoManipulation.
  • Nanoindentation (Đo độ cứng ở cấp nano).
  • Scanning Thermal AFM.
  • JPK ExperimentPlanner™: Thiết kế quy trình đo lường chuyên biệt.
  • JPK RampDesigner™: Tùy chỉnh đường cong lực cho các thí nghiệm kẹp và dốc.
  • ExperimentControl™: Điều khiển thí nghiệm từ xa.
  • Tùy chọn kiểm soát môi trường.
  • DirectOverlay™: Kết hợp AFM và kính hiển vi quang học.
  • Các tùy chọn di chuyển mẫu theo trục xy hoặc z với mô-đun CellHesion®, TAO™ và HybridStage™.

Công nghệ tiên tiến để nghiên cứu hiện tượng quang học nano

Đầu dò NanoWizard® NanoOptics mới cung cấp khả năng tiếp cận vật lý và quang học tuyệt vời đến mẫu từ trên, dưới, trước và hai bên, ngay cả khi đầu dò và bộ ngưng tụ đang được lắp đặt. Ngoài ra, nó còn có cổng tích hợp dành cho các ứng dụng SNOM sợi quang.

Vì độ ổn định và khả năng tái lập vị trí đầu dò SPM trong quá trình quét rất quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu thu thập photon đơn trong thời gian dài, hệ thống đã được tối ưu hóa để đáp ứng nhu cầu này. Cải thiện hệ thống điều khiển vòng kín trên 5 hoặc 6 trục và tần số cộng hưởng cao nhất của bộ quét theo trục Z mang lại hiệu suất vượt trội mà trước đây chưa từng có trên các hệ thống AFM thương mại. Điều này đảm bảo chất lượng dữ liệu cao nhất cho việc chụp ảnh và đo lực trong không khí và môi trường lỏng.

Bộ điều khiển Vortis™ Advanced SPM mới cung cấp giá trị vượt trội về mức nhiễu, tốc độ thu thập dữ liệu và độ linh hoạt tối đa. Hệ thống điện tử tiên tiến và phần mềm hỗ trợ nhiều vòng phản hồi, băng thông cao nhất và truy cập tất cả tín hiệu, kết hợp với khả năng hoạt động với mã lệnh tùy chỉnh của người dùng, là những yếu tố then chốt để thực hiện các thí nghiệm thành công. Việc đồng bộ hóa dữ liệu giữa AFM và quang phổ kế được thực hiện thông qua giao diện phần mềm thân thiện với người dùng.

NanoWizard® AFM được thiết kế tối ưu để sử dụng trong môi trường lỏng, đi kèm với rào cản hơi nước, bộ điều khiển piezo kín và nhiều loại buồng chứa chất lỏng chuyên dụng. Hệ thống cũng có thể hoạt động trong không khí hoặc môi trường khí được kiểm soát.

Sự linh hoạt của phần mềm và dải phụ kiện đa dạng giúp hệ thống sẵn sàng cho bất kỳ thí nghiệm tùy chỉnh nào. Mô-đun phát hiện sợi quang mới dành cho các bộ dò nhạy như APD và PMT mang lại kết quả vượt trội trong việc giảm nhiễu ánh sáng tán xạ.

Thử nghiệm quang học trường gần

Mô-đun phát hiện kết nối bằng sợi quang được gắn trên cổng bên của kính hiển vi Leica.

Thí nghiệm SNOM sợi quang có khẩu độ

Cổng SNOM sợi quang tích hợp trong đầu dò NanoWizard® NanoOptics cùng với mô-đun Tuning Fork cho phép tích hợp các kỹ thuật một cách dễ dàng.

Thí nghiệm SNOM tán xạ (sSNOM)

Hệ thống mới hoàn hảo cho các ứng dụng tăng cường đầu dò, chẳng hạn như huỳnh quang với các ăng-ten nano làm từ đầu dò quang học chế tạo nano hoặc biến đổi hóa học. Ngoài ra, thay vì sử dụng đầu dò quang học dựa trên cần gạt, các đầu dò STM cũng có thể được sử dụng với mô-đun Quét Hiển Vi Đường Hầm (STM) mới.

Điều khiển nano trong trường quang học

Hệ thống mới lý tưởng để nghiên cứu tính chất bề mặt quang học của thuốc nhuộm và chất đánh dấu, chấm lượng tử/thanh lượng tử, hoặc các siêu vật liệu như quá trình dập tắt huỳnh quang hoặc tạo plasmon, kết hợp với dữ liệu về địa hình, tính chất cơ học nano, điện và từ. Nhờ thiết kế đối xứng giữa bàn giữ mẫu và đầu dò cùng với công nghệ quét vòng kín mới nhất theo cấu hình 5 hoặc 6 trục, hệ thống đạt mức ổn định lâu dài và độ tái lập cao nhất có thể.

Thành phần chính và thông số cơ bản cho thử nghiệm Raman/TERS/BioTERS

Kết hợp đầu dò và bộ quét mẫu

Đầu dò NanoWizard® (3 trục quét) và mô-đun quét mẫu TAO™ (2 hoặc 3 trục quét) được đặt trên kính hiển vi đảo ngược tích hợp vào quang phổ Raman.

Loại bỏ nhiễu quang giữa AFM và tín hiệu/kích thích Raman

Nguồn laser 980nm trong AFM

Bộ lọc chặn và làm sạch trong đầu dò AFM

Độ ổn định AFM trong thời gian dài

Bộ quét vòng kín hiệu suất cao và thiết kế đối xứng giữa đầu dò AFM và bàn soi mẫu.

Buồng chứa chất lỏng sử dụng lam kính, có kiểm soát nhiệt độ và thay đổi chất lỏng, giúp đảm bảo độ ổn định cao nhất khi kết hợp với thấu kính ngâm dầu hoặc nước.

Thiết lập NanoWizard® NanoOptics với [1] Acton Advanced SP2750 [2] Renishaw inVia và [3] Jobin Yvon LabRaw HR.

Hệ thống tích hợp

Đồng bộ hóa giữa vị trí mũi dò AFM, vị trí mẫu và ghi nhận tín hiệu Raman trong phần mềm JPK

Thuật toán đã được kiểm chứng của JPK để xác định vị trí tối ưu của mũi dò trong tiêu điểm của thấu kính có khẩu độ số (NA) cao

Tính linh hoạt

Nhiều chế độ hoạt động AFM/SPM

Bộ điều khiển tiên tiến Vortis™ với tốc độ cao nhất và độ nhiễu thấp nhất với số lượng lớn các kênh tín hiệu có thể truy cập bằng bảng điều khiển phía trước Signal Access

Phần mềm JPK dễ sử dụng và đầy đủ tính năng cho các thí nghiệm nâng cao dành cho người mới bắt đầu và chuyên gia

Bộ phản xạ Raman cho TERS trên các mẫu đục

Bản đồ TERS trên các tế bào ung thư ruột kết đơn lẻ của con người cố định (HT29 trong chất lỏng); Phân tích dữ liệu Raman bằng thuật toán tách pha siêu phổ N-FINDR. Từ: M. Richter, M. Hedegaard, T. Deckert-Gaudig, P. Lampen, V. Deckert: “Bằng chứng quang phổ trực tiếp và phân giải theo chiều ngang của các miền protein và lipid có kích thước nanomet trên một tế bào đơn lẻ”, Small 7(2): 209 (2011).

Kỹ thuật huỳnh quang tiên tiến và Đếm photon đơn tương quan theo thời gian (TCSPC)

Các kỹ thuật bổ sung cho AFM, chẳng hạn như huỳnh quang epi, kính hiển vi quét laser cộng hưởng, TIRF, FRET, FCS, FLIM, FRAP, STORM, PALM, STED, đĩa quay, v.v., cung cấp thông tin chi tiết về hành vi hoặc vị trí của các đặc điểm cụ thể.

Đo AFM và FLIM đồng thời trên các hạt nano. Kích thước quét 800nm². [1] Thông tin chiều cao 3D với tín hiệu huỳnh quang phủ màu xanh lá cây. [2] Tín hiệu tuổi thọ.

Hiện nay, có thể kết hợp thường xuyên hình ảnh AFM và đo lực bằng các phương pháp quang học này trên cùng một điểm mẫu cùng một lúc.

Hình ảnh cho thấy NanoWizard® AFM kết hợp với hệ thống Picoquant MicroTime 200 FLIM và hệ thống quét laser cộng hưởng Zeiss LSM 700.

Tính năng chính

  • Đầu quét có sẵn trong 2 phiên bản: Phiên bản trong suốt với UV cho phép chiếu sáng mẫu từ trên bằng ánh sáng UV; Phiên bản cổng sợi quang dành cho các ứng dụng SNOM sợi quang
  • Độ ổn định cao nhất và độ trôi thấp nhất cho các thí nghiệm dài hạn
  • Quét vòng kín lên đến 6 trục (3 trục từ đầu dò và 3 trục từ mẫu) với mô-đun TAO™
  • Nguồn laser 980nm để phát hiện độ lệch cần bẩy giúp loại bỏ nhiễu chéo với các bước sóng khác
  • Bộ lọc đặc biệt để chặn và làm sạch tín hiệu bên trong
  • Cũng có sẵn phiên bản dành cho kính hiển vi hai photon
  • Tương thích với hầu hết các kính hiển vi nghiên cứu đảo ngược thương mại, bao gồm: Dòng Zeiss Axiovert và Axio Observer; Dòng Nikon TE và Ti; Dòng Olympus IX; Dòng Leica DMI/DMi
  • Tích hợp liền mạch với Kính hiển vi đảo ngược, Hệ thống quang phổ Raman, Hệ thống đếm photon
  • Mô-đun PI PIFOC® để điều chỉnh tiêu cự theo phương thẳng đứng một cách độc lập
  • Giá đỡ mẫu dạng lam kính phù hợp với môi trường khí, chất lỏng hoặc kết nối điện
  • Bộ điều khiển Vortis™ Advanced SPM linh hoạt với nhiều kênh tín hiệu nhất và Q-control
  • Dải rộng các chế độ vận hành và phụ kiện như Tuning Fork, STM, Conductive AFM, Fiber SNOM, Raman Reflector Kit và mô-đun phát hiện sợi quang