一.概述
島津高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM榮獲日刊工業(yè)新聞社主辦的2014年第57屆“十大新產品獎 ”制造獎。該獎項是從當年度開發(fā)并投放到市場的產品中,評選出能夠促進制造業(yè)發(fā)展,并提升日本國際競爭力的產品。2014年共有60家公司的65款產品參加角逐,共17款產品獲得此獎項。島津產品已經連續(xù)3年榮膺此獎項。
二.產品介紹
日本島津制作所于2014年1月6日推出了最新型號掃描探針顯微鏡——高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM。不同于現有掃描探針顯微鏡/原子力顯微鏡多采用調幅(AM)方式,而采用更高靈敏度、更高穩(wěn)定性的調頻(FM)方式,因此稱為高分辨率HR-SPM(High ResolutionScanning Probe Microscope)掃描探針顯微鏡。并突破了FM方式只能在真空環(huán)境中觀察這一瓶頸,成為首款可在大氣·溶液環(huán)境下進行原子級的結構觀察和物性測定的掃描探針顯微鏡,并達到真空環(huán)境中超高分辨率水平。
應用:
SPM-8000FM可在大氣·溶液環(huán)境下分析薄膜、結晶、半導體、有機材料等多種樣品。首次實現了在固體和液體的臨界面(固液界面)進行水化、溶劑化的觀察,因此也可以作為固液界面結構的觀察分析儀器。例如,可實現鋰離子電池中電解液和電極界面發(fā)生的結構變化,或者脂類等生物分子溶液中的結構觀察等研究,為電子設備、納米材料、催化劑、生物材料等納米技術領域的研發(fā)工作帶來新手段。
在尖端納米技術領域的研發(fā)過程中,不僅要在真空環(huán)境中,更需要在實際使用環(huán)境中進行原子級的結構觀察和物性測定,準確把握樣品特性。島津制作所與京都大學等科研機構共同研發(fā)的SPM-8000FM高分辨率掃描探針顯微鏡充分滿足了納米研究人員的理想。據悉,該款儀器已于2014年3月展開在中國市場的銷售•應用服務工作。
特點:
1. 突破超高真空瓶頸,實現大氣·溶液中的超高分辨率觀察
由于SPM檢測懸臂位移的光學杠桿檢測系統(tǒng)的固有噪音水平較高,所以只能在真空中完成超高分辨率觀察。島津高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM通過提高光學杠桿檢測系統(tǒng)的效率、降低激光干擾等技術研發(fā),將現有光杠桿檢測系統(tǒng)的噪音水平降低95%,開創(chuàng)了SPM在大氣·溶液中的超高分辨率觀察。因此,利用SPM-8000FM可以清晰的觀察到大氣中酞菁鉛晶體薄膜的分子排列結構、水中氯化鈉(NaCl)的原子結構等。還可以進行有機分子在溶液中特定反應的功能性評價、反應評價,所以在有機元件的開發(fā)領域將發(fā)揮巨大作用。
2. 不再局限于表面觀察,實現了固液界面的局部三維結構的觀察分析
目前已知固液界面會在溶質與水(溶媒)的相互作用下形成復雜的層狀結構,稱之為水化溶劑化層,可對固液界面的化學反應、電荷移動、潤滑、熱傳導等產生很大的影響。但是水化溶劑化層非常薄,在臨界面的垂直方向上呈現不均一的結構,所以水化溶劑化層的顯微觀察迄今為止都是一個難題。
SPM-8000FM利用超高靈敏度的力檢測系統(tǒng)實現了水化溶劑化結構的觀察分析。通過采用新的掃描方式,首次實現了三維結構的解析。不僅可以觀察電極、聚合物在界面活性劑、生物界面等溶液中的表面形態(tài),還可以進行固液界面結構的觀察分析。