Skip to main content

Combined SIMS-SFM Instrument for the 3-Dimensional Chemical Analysis of Nanostructures

Article Category

Article available in the folowing languages:

Analiza trójwymiarowych nanostruktur

Charakterystyka nowych materiałów jest niezwykle ważna w procesie tworzenia nowatorskich urządzeń. Nowoczesna technologia dostarczająca jednocześnie informacji strukturalnych i chemicznych w wysokiej rozdzielczości powinna znacząco usprawnić projektowanie.

Technologie przemysłowe

Zrozumienie właściwości nanomateriałów wymaga sprzętu o rozdzielczości, czułości, dokładności, a nawet typie dostarczanych informacji w wielu przypadkach znacznie przewyższających obecne możliwości. To dotyczy w zasadzie każdej dziedziny, od elektroniki użytkowej po biomedycynę, energię i inne. Skaningowa mikroskopia sił atomowych (SFM) dostarcza szczegółowych informacji strukturalnych o wyjątkowej rozdzielczości poprzecznej aż do skali atomowej, jednak nie jest w stanie dostarczyć informacji chemicznych. Techniki analizy chemicznej, które wykorzystują wiązki elektronowe, fotonowe lub jonowe, jak spektrometria mas oparta na pomiarze czasu przelotu jonów wtórnych (ToF-SIMS), nie są dość skuteczne ze względu na zbyt słabą rozdzielczość i czułość do analizowania nanostruktur. Jednak dzięki dofinansowaniu ze środków UE, naukowcy połączyli techniki i stworzyli jeden instrument w ramach projektu 3D NANOCHEMISCOPE ("Combined SIMS-SFM instrument for the 3-dimensional chemical analysis of nanostructures"). Po raz pierwszy w historii możliwe jest jednoczesne uzyskanie informacji uzupełniających dotyczących struktury i składu chemicznego powierzchni w nanoskali. System 3D NANOCHEMISCOPE wyposażony jest w pięcioosiowy stolik mikroskopu o wysokiej precyzji (pozycjonowanie xyzrt, współrzędne kartezjańskie, rotacja i translacja) zdolny do wypozycjonowania próbki i utrzymania jej w miejscu szybko i z dużą dokładnością. Usuwanie warstwa po warstwie materiału w nanoskali w sposób kontrolowany uzyskuje się dzięki technice rozpryskowej. Zmodyfikowana wysokorozdzielcza metoda SFM dokonuje pomiaru tomografii powierzchniowej na różnych głębokościach, podczas gdy ToF-SIMS o rozdzielczości poprzecznej do 16 nanometrów (nm) i poprawionej czułości powierzchniowej dostarcza informacji o składzie chemicznym. Ponadto profilowanie głębokościowe możliwe jest bez uszkodzeń wynikających z promieniowania i następującej w efekcie utraty informacji molekularnych, jak często ma to miejsce w przypadku innych technik rozpryskowych. Oprogramowanie umożliwia kalkulację trójwymiarowej ekspozycji dla wszystkich obecnych związków chemicznych. Nowatorska metoda 3D NANOCHEMISCOPE to wielki przełom w profilowaniu głębokościowym materiału organicznego o niespotykanej wszechstronności dla materiałów, takich jak cienkie warstwy organiczne czy nanostruktury organiczne. Materiały te są bardzo ważne w odniesieniu do powszechnych zastosowań, w tym czujników, biotechnologii i optoelektroniki. Oczekuje się zatem, że projekt będą mieć istotny wpływ na konkurencyjność gospodarki UE w wielu sektorach rynku oraz zapewni UE pozycję lidera w pomiarach i charakterystyce w nanoskali.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania