LabRAM

AFM-Raman para imágenes físicas y químicas

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El microscopio Raman LabRAM HR Evolution es ideales para mediciones micro y macro, y ofrecen capacidades avanzadas de imágenes confocales en 2D y 3D. El microscopio confocal Raman permite obtener las imágenes y análisis más detallados con rapidez y confianza.

Con un alto rendimiento garantizado y una simplicidad intuitiva, LabRAM HR Evolution es el instrumento lider para la espectroscopía Raman. Son ampliamente utilizados para el análisis Raman estándar, la fotoluminiscencia (PL), la espectroscopía Raman mejorada con punta (TERS) y otros métodos híbridos.

Pase de la microscopía al mundo de la nanoscopía con una fácil actualización de AFM

 

  • Altas resoluciones espaciales y espectrales: El diseño optimizado de HORIBA Scientific da como resultado los instrumentos más sensibles del mercado, con una resolución espacial limitada de difracción de alto rendimiento. Espectralmente, el espectrómetro de alta resolución permite que la información sutil de la muestra, como la cristalinidad, el polimorfismo, la deformación y otros análisis de banda, se caracterice con facilidad.
  • Mida su muestra de UV a NIR: La compatibilidad con una amplia gama de longitudes de onda láser y la posibilidad de montar hasta tres detectores permite ampliar el rango de longitud de onda de medición de 200 nm a 2100 nm. La configuración UV optimizada ofrece la mejor solución para el análisis UV Raman con longitudes de onda inferiores a 400 nm. Tal rendimiento abre otras técnicas espectroscópicas como UV Raman, resonancia Raman y fotoluminiscencia, lo que permite la caracterización detallada de muestras de muchos materiales variados.
  • Plataforma de análisis de muestras múltiples: las mediciones a escala macro, micro y nano se pueden realizar en la misma plataforma.
  • Facilidad de uso: operación completamente automatizada, comience a medir en minutos, ¡no horas!
  • Confocalidad verdadera: alta resolución espacial, etapas de mapeo automatizadas, opciones de visualización de microscopio completo.
  • Alta eficiencia de recolección: detección Raman de arriba hacia abajo y oblicua para una resolución y rendimiento óptimos en mediciones tanto localizadas como con punta mejorada (Raman y fotoluminiscencia).
  • Alta resolución espectral: rendimiento de resolución espectral final, rejillas múltiples con conmutación automática, análisis de rango espectral amplio para Raman y PL.
  • Alta resolución espacial: resolución espectroscópica a nanoescala (hasta 10 nm) a través de espectroscopías ópticas mejoradas con punta (Raman y fotoluminiscencia).
  • Multi-técnica / Multi-ambiente: Numerosos modos SPM que incluyen AFM, modos conductivos y eléctricos (cAFM, KPFM), STM, celda líquida y ambiente electroquímico, junto con mapeo químico a través de TERS / TEPL. El control total de los 2 instrumentos a través de una estación de trabajo y un potente control de software, SPM y espectrómetro se pueden operar simultáneamente o independientemente
  • Robustez / Estabilidad: escáneres AFM de alta frecuencia de resonancia, ¡operación lejos de ruidos! Se obtiene un alto rendimiento sin aislamiento activo de vibraciones.

SmartSPM Scanner y Base

Rango de escaneo de muestra: 100 µm x 100 µm x 15 µm (± 10%)

Tipo de escaneo por muestra: no linealidad XY 0.05%; Z no linealidad 0.05%

Ruido: 0.1 nm RMS en dimensión XY en ancho de banda de 200 Hz con sensores de capacitancia encendidos; 0.02 nm RMS en dimensión XY en ancho de banda de 100 Hz con sensores de capacitancia apagados; Sensor de capacitancia RMS <0.04 nm RMS en ancho de banda de 1000 Hz

Frecuencia de resonancia: XY: 7 kHz (sin carga); Z: 15 kHz (descargado)

Movimiento X, Y, Z: control digital de lazo cerrado para ejes X, Y, Z; Alcance motorizado de aproximación Z 18 mm

Tamaño de muestra: máximo 40 x 50 mm, espesor de 15 mm

Posicionamiento de muestra: rango de posicionamiento de muestra motorizado 5 x 5 mm

Resolución de posicionamiento: 1 µm

AFM

Longitud de onda del láser: 1300 nm, sin interferir con el detector espectroscópico

Ruido del sistema de registro: hasta <0.1 nm

Alineación: alineación totalmente automatizada en voladizo y fotodiodo

Acceso a la sonda: acceso libre a la sonda para manipuladores externos adicionales y sondas

Modos de medición de SPM

Póngase en contacto con AFM en aire / (líquido opcional); Semicontact AFM en aire / (líquido opcional); AFM sin contacto; Fase de imagen; Microscopía de fuerza lateral (LFM); Modulación de fuerza; AFM conductivo (opcional); Microscopía de fuerza magnética (MFM); Sonda Kelvin (microscopía de potencial de superficie, SKM, KPFM); Capacitancia y Microscopía de Fuerza Eléctrica (EFM); Medición de curva de fuerza; Microscopía de fuerza de respuesta piezoeléctrica (PFM); Nanolitografía; Nanomanipulación; STM (opcional); Mapeo de fotocorriente (opcional); Mediciones características de voltios-amperios (opcional)

Modos de espectroscopía

Raman confocal, fluorescencia y fotoluminiscencia de imágenes y espectroscopía

Espectroscopia Raman con punta mejorada (TERS) en modos AFM, STM y fuerza de corte

Tipoluminiscencia con punta mejorada (TEPL)

Microscopía y espectroscopía de escaneo óptico de campo cercano (NSOM / SNOM)

Unidad conductora de AFM (opcional)

Rango de corriente: 100 fA ÷ 10 µA; 3 rangos de corriente (1 nA, 100 nA y 10 µA) conmutables desde el software

Acceso óptico

Capacidad para usar simultáneamente el objetivo apocromático del plan superior y lateral: hasta 100x, NA = 0.7 desde la parte superior o lateral; Hasta 20x y 100x simultáneamente

Escáner de objetivo piezoeléctrico de circuito cerrado para una alineación láser espectroscópica ultra estable a largo plazo: Rango 20 µm x 20 µm x 15 µm; Resolución: 1 nm

Espectrómetro

Microespectrómetros LabRAM HR Evolution de alta resolución totalmente automatizados, funcionales como microscopio micro-Raman autónomo

Rango de longitud de onda: 50 cm-1 a 4000 cm-1 o hasta 10 cm-1 con opción de filtro de frecuencia ultra baja (ULF)

Rejillas: selección de rejillas de 150 g / mm a 3600 g / mm; 2 rejillas en torreta controlada por computadora, montada cinemáticamente y fácilmente intercambiable

Diseño óptico: espectrógrafo acromático y óptica de acoplamiento acromático

Automatización: operación totalmente motorizada y controlada por software

Detección

Gama completa de detectores CCD y EMCCD y detectores infrarrojos: matriz InGaAs, InGaAs extendido de un solo canal, InSb, CdTe, …

Fuentes laser

Longitudes de onda: rango completo de longitudes de onda de DUV (229 nm) a IR (hasta 2.2 µm)

Longitud de onda típica: 532 nm, 638 nm, 785 nm

Automatización: cambio de filtro y láser totalmente automatizado para hasta 3 láseres simultáneos; Selección de polarización láser y opciones de analizador espectral para todas las longitudes de onda.

Software

Paquete de software integrado que incluye funciones completas de SPM, espectrómetro y control de adquisición de datos, análisis espectroscópico y paquete de procesamiento y análisis de datos SPM, que incluye ajuste espectral, desconvolución y filtrado, los módulos opcionales incluyen un conjunto de análisis univariado y multivariado (PCA, MCR, HCA, DCA), partículas detección y funcionalidades de búsqueda espectral.

¿Qué es la espectroscopía Raman con punta mejorada?

TERS (Tip Enhanced Raman Spectroscopy) incorpora la espectroscopía Raman a imágenes de resolución a nanoescala1-6. TERS es una técnica química de súper resolución. Mejor aún, es una técnica de imagen de súper resolución sin etiquetas que nuestra nueva tecnología ha extendido a una nueva tecnología de imagen importante.

Reflection and transmission TERS configurations.

Las imágenes TERS se realizan con un sistema AFM / Raman, donde un microscopio Scanning Probe (SPM que se puede utilizar en fuerza atómica, túnel de exploración o modo de fuerza normal / cortante) se integra con un espectrómetro Raman confocal a través de un acoplamiento opto-mecánico. El microscopio de la sonda de exploración permite obtener imágenes a nanoescala, el acoplamiento óptico lleva el láser de excitación a la punta funcionalizada (o sonda), y el espectrómetro analiza la luz Raman (o dispersada) proporcionando una imagen hiperespectral con contraste químico a escala nanométrica.

Un sistema TERS se basa en una punta metálica (generalmente de oro o plata) empleada para concentrar el campo de luz incidente en el ápice. La punta actúa como una fuente nano de luz y potenciador de campo local, mejorando en gran medida la sensibilidad Raman (por un factor de 103-107) y reduciendo el volumen sondeado a la región «nano» inmediatamente debajo de la punta. El acoplamiento óptico que combina los dos instrumentos utiliza un esquema confocal. Existen dos configuraciones diferentes para este acoplamiento: una en transmisión y otra en reflexión (Fig. 2), que tienen sus propias ventajas e inconvenientes.

La configuración de transmisión permite el uso de los objetivos de mayor apertura numérica (NA) (incluidos los objetivos de inmersión), lo que proporciona una alta densidad de potencia en el punto de enfoque y permite la recolección de un alto nivel de señal, pero solo se puede usar para muestras transparentes. La configuración de reflexión se puede utilizar para cualquier tipo de muestras (opacas y transparentes) pero se limita a objetivos de NA más bajos. Al combinar el escaneo punto por punto con la adquisición simultánea de espectro, se pueden realizar mapeos Raman de campo cercano con resolución lateral de hasta diez nanómetros o menos.

 

¿Qué información proporciona TERS?

TERS proporciona información química similar a la espectroscopía Raman de campo lejano convencional. Típicamente, un espectro Raman es una huella química distinta basada en las características vibratorias de una molécula o material en particular y puede usarse para identificar rápidamente el material o diferenciarlo de otros.

  • TERS proporciona información sobre:
  • Estructura química
  • Fase y polimorfismo
  • Estrés / tensión intrínseca
  • Contaminación e impurezas.
  • Densidad de defectos
  • Orientación de moléculas, calidad de injerto

Si bien la disponibilidad de estos mecanismos de contraste en volúmenes de menos de 10 nm de diámetro es de por sí más útil, la potencia verdaderamente única de TERS se realiza mediante la combinación con la microscopía de sonda de barrido, que sincroniza el movimiento de la punta activa con respecto a la superficie con el subnanómetro precisión que permite la generación de imágenes, donde cada píxel de la imagen está representado tanto por la propiedad física puntual registrada como por un espectro completo que representa la información química local. Una sola imagen «hiperespectral» puede contener decenas de miles de espectros, en el registro de píxel a píxel con la imagen SPM. Estas imágenes muestran la distribución de componentes químicos individuales, fases, variación en la cristalinidad o imágenes de defectos a escala nanométrica.