AFM 原子間力顕微鏡 NX10 NX20

パークシステムズのNX10/NX20は、世界で最も正確な(※)AFMとして、比類ないイメージング精度、走査速度、チップ寿命を研究者の皆様に提供します。リサーチグレードの完全非接触AFMとして、業界最高水準のZサーボ速度、XYZスキャナの直線性、クローズドループ検出器ノイズ、および最小限の熱ドリフトといった特長を備えており、使い勝 手がよく、どなたでも簡単に、また、直感的に操作できます。

※・・・高精度のフレクチュアーを使用した、業界で最も優れた直線性(0.015%未満)を持つZスキャナを採用しています。また、9kHz以上の高速Zサーボにより、高速・高精度のスキャンを実現しました。クローズドループスキャナに業界で最もノイズの低い(0.03nm)センサーを搭載するで、小さな形状も正しく測定します。さらに、チューブスキャナーを採用するAFMと異なり、ボーイング(Bowing)等のアーチファクトがなく、全スキャン範囲で1nm以下の平坦度を達成しました。

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クロストーク除去

パークシステムズのAFMは、ソフトウェアによるデータ処理を必要とすることなく、非常に正確な高さ測定値や高精度のナノ計測結果を提供します。独自のクロストーク除去技術がこれらを可能としています。この技術によってスキャナの湾曲が解消され、光学平面(オプティカルフラット)のような非常に平坦な試料を走査する場合や、また、スキャンオフセットを変化させてもバックグラウンドの湾曲が発生するという他のほとんどのAFM走査が有する問題を生じません。このクロストーク除去技術は走査位置、速度、および範囲に依存することなく実現しています。

試料とプローブ、各々独立した2機のフレクシャー方式スキャナ

XYZスキャナ

パークシステムズの革新的なスキャナ設計により、プローブと試料への容易で広いアクセス領域を確保できています。2機の独立したフレクシャー方式スキャナにより、走査位置、速度、および範囲に依存することなく面外運動1nm以下のXY走査を実現しています。独立したスキャナが、パークシステムズのクロストーク除去技術のキーとなっています。

高直交性XY走査デュアルサーボシステム

デュアルサーボ例

XYフレクシャー方式スキャナは、走査位置や速度、範囲に依存することなく、XおよびY方向の動作の干渉を最小限に抑えることができるようにXY走査を独立させています。デュアル位置センサにより、走査範囲や試料サイズの大小に関わりなく、最高の正確さと精度でフィードバック制御された直線走査と直交走査を実現しています。

業界最高水準のZ走査の直線性

Zスキャナ

フレクシャー方式のZスキャナの動作はX方向とY方向の走査動作から独立させることで、パークシステムズはクロストーク除去を実現しています。そのため、Z走査を正確に一直線に動作させることができます。フレクシャー方式スキャナのZ走査の直線性は0.015%未満であり、ナノスケールで正確かつ精密な角度測定をおこなえます。

完全非接触モード™

パークシステムズは、業界唯一の革新的な真の非接触モードによりチップ先端の摩耗とサンプルダメージを最小限に抑制し、高分解能のイメージングを長時間にわたって維持する技術を導入しています。クロストーク除去およびZサーボのバンド幅が広い高感度・高速Zスキャナを開発することにより、この完全非接触モード™を実現しました。これにより、最も正確で再現性のある測定結果が得られます。

完全非接触モード™をついに実現

非接触

非接触モードAFMの長所と優位性は、チップの摩耗がない事、試料損傷がない事、高分解能イメージングと高精度AFM測定の維持としてよく知られています。パークシステムズのみが、真の非接触モードに到達しています。試料に触れることなくイメージングと計測を可能とするパワフルな技術です。

チップの長寿命化とサンプルダメージの抑制

AFMチップの先端は非常に脆いので、試料に触れるとすぐに先の尖りが減り、AFMの 分解能が低下します。その結果、画像の分解能が低下します。また、軟質の試料の場合、チップによって試料が損傷し、試料の高さ測定の精度も低下します。したがって、一貫した高分解能・高精度のデータを得るには、チップの状態を保持することが重要です。パークシステムズの完全非接触モード™は、チップを良好な状態に維持し、サンプルダメージを抑制します。完全非接触モード™で使用したチップは、20回のイメージング後もまったく摩耗していません(左図)。また、右図にはトレンチ構造試料の生データ画像(未処理)を1:1の アスペクト比で表示していますが、この試料の深さは、SE(走査電子顕微鏡)による測定結果とも一致しています。

先端形状   SEM比較

 

業界最高水準の高速Zサーボ

Zサーボ

Zスキャナの質量を最小化し高速DSPサーボ制御によるパークシステムズの高速Zサーボは、プローブを限定された引力領域で維持し、大気中雰囲気での非接触モードAFMを実現しています。

  • 9kHzを超えるバンド幅と、62mm/sec以上の高速走査を実現
  • Zスキャナ(PSPDとチップ)の質量を最小限に抑え、最適化

真の試料トポグラフィー

パークシステムズの真の試料トポグラフィーは、高速走査であっても、頻繁に煩わしい再校正をおこなうことなく、試料表面の形状の正しい高さ計測結果をもたらします。ノイズレベルが十分に低く、トポグラフィー信号として使用できる独立した位置センサを使用することで、エッジでのオーバーシュートやピエゾのクリープの影響のない真の試料トポグラフィーを実現しています。最高のトポグラフィーを提供するために、業界最高水準の低ノイズZ位置センサによる高度なXYZクローズドループ走査機能を用いています。

業界最高水準の低ノイズ位置センサー

CLノイズ

パークシステムズの高度なXYZクローズドループ走査機能は、業界最高水準の低ノイズZ位置センサーを用いています。実時間でZスキャナの変位を検知するZ位置センサーを用いることで、高速走査中でもピエゾのクリープやエッジでのオーバーシュートの影響を受けることなく試料表面の正しい高さを検出します。

  • Zクローズドループ検出器のノイズ:0.02 nm
  • XYクローズドループ検出器のノイズ:0.2 nm
  • Z検出器の信号をトポグラフィーに使用し、ピエゾのクリープの影響を回避

低ノイズZ検出器で測定する試料トポグラフィー

トポグラフィ比較ー

Zスキャナへの印加電圧の代わりにトポグラフィー信号に使用できるよう、Z検出器のノイズは十分な低さに抑えられています。Z検出器からの信号により高速走査中のスキャナの正しい位置がわかるため、ピエゾのクリープの影響を受けない真の試料トポグラフィーが得られます。

往復走査時の走査ギャップの最小化

走査ギャップ

パークシステムズは、低ノイズクローズドループ走査の改良により測定精度を向上させています。フォワード・サインスキャン・アルゴリズムおよび走査範囲の0.15%未満に抑えた走査ギャップにより、XYスキャナのリンギングを大幅に減少させました。

クロストーク除去と完全非接触モード™が実現した真の試料トポグラフィーがパークシステムズのAFMのキー技術であり、SPM業界で最も正確で信頼できる原子間力顕微鏡を実現しました。

優れた操作性

パークシステムズのAFMは、市場で最も先進的なAFMであると同時に、お客様にとって最も使いやすいAFMでもあります。直感的なインターフェイスや短期間で簡単に覚えることができる操作系は、お客様を意識した製品開発への取り組みが反映されています。パークシステムズは、業界で初めて直軸上光学系とワンタッチのチップ交換を実現し、ユーザーの使いやすさのトレンドを作り出し、市場をリードする技術革新を行ってきました。パークシステムズにとって、使いやすさは大切なお客様に提供できるサポートの第一歩なのです。

ワンタッチでチップを交換

AFMヘッドは簡単に着脱でき、ダブテイルレールに沿ってスライドさせると、事前にアライメントされた位置で自動的にロックされます。クロストーク除去(XE)を実現する独自のヘッド設計により、試料とチップを扱うための空間が左右に確保されています。先進的なアライメント済みカンチレバーホルダーにより、特殊な工具を使用したりヘッドを取り外したりする必要がなく、何度交換してもプローブの先端が同じ位置にあることが保証されます。

チップ交換

動画は、こちら

簡単で直観的なレーザービームアライメント

アライメント済みカンチレバーホルダーにより、交換時にカンチレバー上にレーザービームの焦点が合うようになっています。自然に軸上から見下ろす形になるため(業界初)、レーザービームのスポットを簡単に見つけることができます。レーザービームは垂直方向からカンチレバーに当たるため、2つの位置決めノブを回転することによって、スポットをX軸とY軸に沿って直観的に移動させることができます。その結果、ビームアライメントユーザーインターフェイスを使用して、簡単にPSPD(Position-Sensitive Photo Detector:位置敏感型光検出器)上でレーザーを検出し、その位置を決定することができます。データ取得を開始するために必要なことは、信号を最大化するための若干の調整だけであり、これは初心者にもできる基本の作業です。

アライメント

 

SPM測定モード

AFMをお使いの皆様は、最近では広範囲の物性測定を望んでいます。対象とする試料と、その試料の状態により、SPM測定モードを最適にする必要があります。パークシステムズでは、種々の試料物性を計測するために、市販装置の中では最も広範囲のSPMモードを提供しています。

モード

標準イメージング   化学特性  
誘電特性/圧電特性   力測定  
電気特性   液中イメージング  
磁気特性   機械特性  
光学特性   熱特性  

オプション

最新のAFM測定は、最先端のキャラクタリゼーション技術に支えられています。それらは、電気的、磁気的、機械的、さらには熱的な情報による試料のイメージングでもあります。パークシステムズは、今日のユーザーの皆様の多様な測定条件や環境に対応できるように、市販装置の中では最も多くのオプションを広範囲に用意し、互換性とアップグレードのし易さが優れたものとなっています。

オプション

XEヘッド   X・Yスキャナー  
プローブハンド   液体セル  
温度制御   環境制御  
生細胞用チャンバー   アコースティックエンクロージャ  
信号アクセスモジュール   チューナブル磁界発生器  

イメージギャラリー

ビデオは、こちら

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