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便攜式芯片原子力顯微鏡
——AFM納米形貌表征從未如此簡單!
ICSPI公司在便攜式nGauge原子力顯微鏡(AFM)的基礎(chǔ)上進行了全新升級,推出了新一代的便攜式原子力顯微鏡Redux。Redux原子力顯微鏡(AFM)除了具有方便攜帶,操作簡單,掃描速度快,可掃描大尺寸樣品,無需維護等優(yōu)點,還可以迅速找到感興趣的測量位置,實現(xiàn)相關(guān)區(qū)域的快速高精度測量。適合各類納米表征應(yīng)用場景,從科學(xué)研究、高等教育到工業(yè)用戶的樣品3D表面形貌快速成像分析等,革命性的創(chuàng)新技術(shù)的降低了傳統(tǒng)AFM的復(fù)雜操作,也的拓寬了傳統(tǒng)AFM的應(yīng)用范圍!
適合各類納米表征應(yīng)用場景
半導(dǎo)體工業(yè)
材料工業(yè)
納米技術(shù)
生命科技
涂料,聚合物和復(fù)合材料等
高等教育
......
產(chǎn)品特點
更小巧,更便攜
獨特的AFM微納機電芯片,使得Redux/nGauge原子力顯微鏡(AFM)系統(tǒng)僅有包大小,可隨身攜帶。
更簡單,更易用
只需點擊鼠標(biāo)三次即可獲得樣品表面納米級形貌信息,無需配置減震平臺。
第yi步:通過內(nèi)置光學(xué)顯微鏡尋找掃描區(qū)域;
第二步:Redux/nGauge幫助掃描探針自動尋找樣品表面;
第三步:點擊掃描,獲取樣品表面形貌信息。
維護簡單,性價比高
類金剛石針尖保證AFM探針超長壽命,且無需繁瑣的更換針尖操作和其他后期維護工作。下圖為同一根AFM探針對Intel芯片掃描215次和1164次時的相貌表征結(jié)果。

各表征手段對比
| Redux / nGauge AFM | 傳統(tǒng) AFM | SEM |
大氣環(huán)境下運行 | ?? | ?? | ? |
自動尋找樣品表面 | ?? | ? | N/A |
設(shè)備安裝時間 | 5 分鐘 | 1-2 周 | 1-2 周 |
掃描樣品時間 | 2 分鐘 | 1 小時 | 30 分鐘 – 1 小時 |
隨測隨走 | ?? | ? | ? |
培訓(xùn)時間 | 1 小時 | 12+ 小時 | 12+ 小時 |
無需激光對準(zhǔn) | ?? | ? | ? |
普通市電/USB供電 | ?? | ? | ? |
更換探針難度 | ?? | ? | N/A |
3D表面形貌成像 | ?? | ?? | ? |
成像分辨率 | ?? | ?? | ? |
不導(dǎo)電樣品表征 | ?? | ?? | ? |
設(shè)備型號
Redux AFM

Redux微型原子力顯微鏡n5(噪聲基底優(yōu)于0.5nm)
Redux微型原子力顯微鏡n7(噪聲基底優(yōu)于0.15nm)
技術(shù)參數(shù)
AFM技術(shù)參數(shù) |
Max大掃描范圍(XY) | 20 μm x 20 μm |
Max大掃描高度(Z) | 10 μm |
掃描速度 | 80 秒 (256 x 256 pixel, 20 μm x 20 μm) |
噪音基底 | <0.5nm 或 <0.15 nm |
XY掃描分辨率 | <0.5 nm |
樣品臺參數(shù) |
樣品臺尺寸 | 105 mm x 95 mm x 20 mm |
可移動范圍 | 10 mm x 10 mm |
光學(xué)顯微鏡參數(shù) |
物鏡 | 10x, 0.25 NA |
視場 | 2.25 mm × 1.25 mm |
分辨率 | 1920 x 1080 FHD Video output |
整體尺寸 |
尺寸 (長x 寬 x 高) | 23.2 cm × 22.0 cm × 24.6 cm |
重量 | 4 kg |
軟件需求 |
連接方式 | USB |
操作系統(tǒng) | Windows 10, 11 |
電源 |
電壓 | 100-240 VAC ~ 50/60 Hz |
電流 | 12 VDC, 5 A |
nGauge AFM

成像類型:形貌圖,相位圖
XY 掃描區(qū)域:100 μm × 100 μm
XY 掃描分辨率:<0.5 nm
Z向掃描范圍:10 μm
快速掃描成像時間:16 秒
可表征樣品大尺寸:100 mm x 50 mm x 20 mm
可表征樣品大重量:1 kg
應(yīng)用案例
■ 便攜式原子力顯微鏡助力破解枸杞葉多糖減少脂肪消化機制
近日,北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院食品學(xué)科范俊峰教授團隊在國際食品高水平期刊《Food Hydrocolloids》發(fā)表了題為“The interfacial destabilization of bile salt-emulsified oil droplets, essential for lipase function, is mediated by Lycium barbarum L. leaf polysaccharides”的研究論文,以膽酸鹽穩(wěn)定的脂質(zhì)乳液平臺為研究對象,創(chuàng)新性地從界面化學(xué)的視角揭示了多糖與腸道分泌的脂質(zhì)消化劑之間的相互作用,為生物活性物質(zhì)控制脂肪消化的研究奠定了新的理論基礎(chǔ)。
本文使用便攜式原子力顯微鏡nGauge對枸杞葉中提取的多糖進行了形貌表征。便攜式芯片原子力顯微鏡nGauge具有小巧靈活、方便攜帶,操作簡單,掃描速度快,可掃描大尺寸樣品,一個針尖可以進行上千次掃描,無需維護、無需減震、超級穩(wěn)定等優(yōu)點,適合各類納米表征應(yīng)用場景,拓寬了傳統(tǒng)AFM的應(yīng)用范圍!

使用nGauge便攜式原子力顯微鏡對從枸杞葉中提取的多糖進行形貌表征。(LP:多糖,LD:脫鈣多糖,SP:多糖分解產(chǎn)物,SD:脫鈣多糖分解產(chǎn)物)
■ nGauge便攜式AFM用于研究腐蝕樣品中組織與性能的關(guān)系
近期,江蘇科技大學(xué)喬巖欣教授課題組使用便攜式nGauge原子力顯微鏡研究了在不同腐蝕溫度下NaCl(3.5wt.%)溶液對E690鋼的腐蝕結(jié)果。相關(guān)結(jié)果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Materials Research Express》。
喬教授課題組使用便攜式nGauge原子力顯微鏡對樣品的表面粗糙度進行了表征。該表征結(jié)果彌補了掃描電子顯微鏡(SEM)和能量散射X射線譜(EDS)對樣品表面三維形貌信息的缺失。
在便攜式nGauge原子力顯微鏡的幫助下,并綜合SEM和EDS的表征結(jié)果,研究結(jié)果表明腐蝕速率與腐蝕溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。這一關(guān)系的主要原因是腐蝕速率與氧在表面擴散直接相關(guān),而氧在電解質(zhì)中的溶解又與溫度有關(guān)。

原子力顯微鏡所獲得的數(shù)據(jù),可以讓研究人員對樣品表面的腐蝕進行定量分析。數(shù)據(jù)表明,當(dāng)樣品暴露在高溫的腐蝕液中,表面的粗糙度會因為形成較厚的腐蝕層而有所降低。綜合各項表征結(jié)果來看,在20 °C條件下樣品表面粗糙度為276.5nm,而在60 °C條件下粗糙度降為145.2 nm。
參考文獻:
[1] Yan Q , Yin Q , Cui J , et al. Effect of temperature on corrosion behavior of E690 steel in 3.5 wt.% NaCl solution[J]. Materials Research Express, 2021, 8(1):016528 (12pp).
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測試數(shù)據(jù)
微納加工獲得的微柱三維形貌表征

硅聚合物相位掃描表征

半間距為200nm的光柵形貌表征

數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中納米結(jié)構(gòu)的三維形貌表征

丹麥Akasel公司9μm金剛石顆粒拋光后的鋼鐵樣品三維形貌表征

美國Biotech公司表征皮膚樣本

美國Applied Nanotool公司微納光學(xué)器件品控

光電子領(lǐng)域器件檢測

發(fā)表文章
1. Zhao, P., et al., Multiple antibiotics distribution in drinking water and their co-adsorption behaviors by different size fractions of natural particles. Science of The Total Environment, 2021. 775: p. 145846.
2. Guo, P., et al., Vanadium dioxide phase change thin films produced by thermal oxidation of metallic vanadium. Thin Solid Films, 2020. 707: p. 138117.
3. Connolly, L.G., et al., A tip-based metrology framework for real-time process feedback of roll-to-roll fabricated nanopatterned structures. Precision Engineering, 2019. 57: p. 137-148.
4. O'Neill, C., et al., Effect of tooth brushing on gloss retention and surface roughness of five bulk‐fill resin composites. Journal of Esthetic and Restorative Dentistry, 2018. 30(1): p. 59-69.
用戶單位
Redux / nGauge代表性用戶


