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    NX10
    AFM 技術情報

全ての研究のための正確なAFMテクノロジー

高さのあるサンプルステップ高1.5 ㎛

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  • スキャンモード:ノンコンタクトモード、低ノイズZスキャナによるトポグラフィー

平坦なサンプルサファイア基板の原子ステップ

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  • ステップ高0.3 nm、スキャンモード:ノンコンタクトモード、低ノイズZスキャナによるトポグラフィー
 

硬いサンプルタングステンフィルム

hardsample-tungsten-film
  • スキャンモード:ノンコンタクトモード、低ノイズZスキャナによるトポグラフィー

軟らかいサンプルコラーゲン原線維

softsample-collagen-fibril
  • スキャンモード:ノンコンタクトモード、低ノイズZスキャナによるトポグラフィー
 

低ノイズZ検出器による正確なAFM測定

Park NX10 AFMの低ノイズZ検出器

  • 最新のキーテクノロジーとNXプラットフォームの融合。
  • 業界最高レベルの低ノイズ、他の追随を許しません。
  • 全てのトポグラフィー計測に寄与します。

Z検出器は、新しいNXシリーズのAFMにおいてコアとなるキーテクノロジーといえます。Z検出器はパーク・システムズによって導入された歪ゲージセンサです。0.2Åと、業界最高水準のZ検出器ノイズです。ノイズレベルは、Z検出器をデフォルトのトポグラフィー信号として使用するのに十分なほどに低くなっています。新しいNXシリーズAFMを前世代モデルのXEと比べてみると違いがみえてきます。Z検出器のノイズが高すぎると、サファイアウェーハの原子ステップを明確に観察できません。Park NX AFMのZ検出器からの高さ信号には、Z電圧ベースのトポグラフィーと同じノイズレベルがみられます。

 

Park NXシリーズ

Z-detector-img-nx Park NX Z検出器のノイズレベル
Z-detector-img-nx2NX10から取得されたサファイア基板のトポグラフィー
 

Park XE Series

Z-detector-img-xePark XE Z検出器のノイズレベル
Z-detector-img-xe2 XE-100で取得されたサファイア基板のトポグラフィー
 

真のノンコンタクト™モードによる正確なAFMスキャン

真のノンコンタクト™モード

park-afm-true_non_contact_mode
  • 少ないチップ先端の摩耗 = 長時間の高解像度スキャンが可能
  • サンプルを非破壊観察 = 再現性の高い繰り返し観察を実現
  • 測定時のパラメータ依存から解放
non-contact-mode

タッピングモード

park-afm-tapping-mode
  • 早いチップ先端の摩耗 = ぼやけた低解像度スキャン
  • サンプルの損傷 = 繰り返し計測不可
  • 高い測定パラメータ依存性
tapping-imaging
 

ユーザーフレンドリーな設計

より簡単な試料とプローブの交換

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独自のヘッド設計によりサイドアクセスが容易なため、新しいチップやサンプルを直接手でスムーズに取り付けが可能です。また、カンチレバーチップホルダーに取り付けられているプリアライメントカンチレバーを使うことによって、面倒なレーザーの調整を必要とせずにスキャンを行うことができます。


超高速自動チップアプローチ

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Pak NX10の自動チップ―サンプルアプローチ機能は、カンチレバーをロードしてからわずか10秒しかかからず、ユーザーが操作する必要もありません。接近している表面へのカンチレバーの応答をモニタリングし、高速ZスキャナによるすばやいフィードバックとNXエレクトロニクスコントローラーによる低ノイズ信号処理により、ユーザーが手間をかけることなく、サンプルの表面に自動的にアプローチします。


簡単操作で直感的に使いやすいレーザービーム調整

 

パーク・システムズの高度な事前アライメントされたカンチレバーホルダーを使うことで、レーザービームは配置と同時にカンチレバーに焦点が合います。さらに、業界で唯一の自然なトップダウンビューにより、レーザースポットを簡単に見つけることができます。レーザービームはカンチレバーに垂直に当たるため、2つの位置決めノブを回すことにより、レーザースポットをX軸とY軸に沿って直感的に動かすことができます。その結果、 レーザーを簡単に見つけ、PSPDに配置することが可能です。微調整するだけで簡単にデータの取得ができる優れものです。

laser-alignment

 
 

Park NX10の機能

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1. 50 μm x 50 μm の範囲でスキャンできる2Dフレクシャーガイドスキャナー

2D-Flexure-Guided-ScannerXYスキャナは対称的な2次元フレクチャー式ピエゾスタックで構成されており、強力な圧電スタックにより面外運動を最小限に抑えながら高い直交移動を叶えます。また、ナノスケールでの正確なサンプルスキャンに不可欠な高い応答性も備えます。

2. 15 ㎛の範囲でスキャン可能な高速Zスキャナ
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強力な圧電スタックによって駆動され、フレクチャー構造に基づいてガイドされるスタンダードタイプのZスキャナーは、9 kHz(通常10.5 kHz)を超える高い共振周波数と、48 mm/秒を超えるZサーボ速度を備え、正確なフィードバックを可能にします。また、オプションのロングスキャンレンジZスキャナーを用いることで、最大Zスキャン範囲を15 ㎛から30 ㎛まで拡張できます。

3. 低ノイズXYZ位置センサー
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業界をリードする低ノイズZ検出器は、印加されたZ電圧をトポグラフィー信号として置き換えます。さらに、低ノイズXYクローズドループスキャンは、前方および後方のスキャンギャップの範囲を0.15%未満に最小化させます。

4. 電動XYサンプルステージ

XYサンプルステージは電動化されており、サンプルを目的の位置に簡単に移動させ、配置できます。この電動ステージは、両方の軸で0.6 ㎛(マイクロステップを使用)の分解能を備えています。

5. 自動ステップスキャン

電動サンプルステージを使うことで、Step-and-Scanは、ユーザーが任意の複数領域の連続イメージングを可能にします。Step-and-Scanの手順は以下を含みます

Step-and-Scan

1) イメージをスキャンする
2) カンチレバーを持ち上げる
3) 電動ステージをユーザーの設定した定義に従って動かす
4) アプローチ
5) スキャンを繰り返す

この自動化された機能は、繰り返しのイメージング作業にかかる手間を省き、生産性向上に大きくつながります。

6. 扱いやすいサンプルホルダー

Park NX10のユニークなヘッドデザインは、最大50 mm x 50 mm x 20 mm (幅 x 長さ x 高さ) のサンプルサイズに対応しており、サンプルとチップへのサイドアクセスも簡単にできます。

7. 拡張型SPMモードやオプションのための拡張スロット

オプションモジュールを拡張スロットに繋げることで、拡張型SPMモードは有効になります。NXシリーズAFMのモジュラー設計により、全体の製品ラインにおいてオプションの互換性が確保されます。

8. LED照明搭載型直上観察のハイパワー光学系
optics

超長作動距離(51 mm、0.21 NA、1.0 ㎛ 解像度)を誇るカスタム設計の対物レンズは、これまでにない鮮明度で方向性の正確な直上光学観察を実現させます。真上からの広範囲観察によって、ユーザーはサンプル表面を簡単にナビゲートしてターゲット領域を見つけることができます。また、より高い倍率を必要とする場合は、20 mmの作動距離、0.42 NA、および0.7 ㎛の解像度を持つロングトラベルヘッドのEL20x対物レンズを選択することも可能です。CCDのセンサーサイズは、光学系の解像度を損なうことなく、サンプルを広範囲で確認できます。ソフトウェア制御のLED光源を用いてサンプル表面に十分な照明をあてることで、クリアな観察ができます。

9. Slide-to-Connect SLDヘッドによる自動接続

AFMのヘッドは、ダブテールレールに沿ってスライドさせることにより、簡単に取り付け、および取り外しができます。これにより、ヘッドは自動的に事前調整された位置へ正確にロックされ、数ミクロン単位まで位置を決めることができる制御装置に接続されます。スーパールミネッセンスダイオード(SLD)の低コヒーレンスにより、高反射表面のイメージングとピコニュートンフォースディスタンスの正確な測定が可能となります。SLD波長は、AFMを可視スペクトルでの実験と組み合わせたいユーザーの干渉問題を解決します。

10. 垂直に配置された電動Zステージとフォーカスステージ

電動Zステージと電動フォーカスステージは、両方とも常に明確な視界を維持し、カンチレバーをサンプル表面に固定することを可能にします。また、フォーカスステージは、電動でありながらソフトウェアで制御されるため、透明なサンプルや液体セル活用に必要な正確さを備えています。

高速24ビットデジタルエレクトロニクス
digital-electronics

すべてのNXシリーズのAFMは、同じNXエレクトロニクスコントローラーによって制御および処理されます。コントローラーは、すべてデジタルで、24ビット高速エレクトロニクスユニットから成り立っており、パーク・システムズの真のノンコンタクト™モードによって、高い精度と速度を保証します。低ノイズ設計と高速処理ユニットを備えたコントローラーは、ナノスケールでのイメージングと正確な電圧および電流測定に最適です。埋め込まれているデジタル信号処理機能は、AFMソリューションにおける機能性と生産性を向上させます。

XYおよびZ検出器の24ビット信号分解能
• XYにおいて0.0003 nmの分解能(50 ㎛ XY)
• Zにおいて0.00 nmの解像度(15 ㎛ Z)

内臓デジタル信号処理機能
• 3チャンネルの柔軟なデジタルロックイン
• バネ定数校正(サーマル方式)
• デジタルQ制御を含む

統合内臓信号アクセスポート
• 専用のプログラミング可能な信号入力/出力ポート
• 7つの入力と3つの出力ポート

NX10-技術情報