ООО «Нано Скан Технология» — сканирующие зондовые микроскопы и комплексы на их основе

Продолжаю знакомить с отечественными производителями приборов для наноиндустрии.

ООО «Нано Скан Технология» — одна из немногих современных отечественных высокотехнологичных компаний, не имеющих в основе НИИ, ВУЗ или промышленное предприятие. Компания основана в 2007 по частной инициативе ее владельцев и сотрудников, выпускников МФТИ. Находится в Долгопрудном Московской области.

Специализация компании – разработка, производство и продажа уникального оборудования для научных исследований и промышленности. В частности, сканирующих зондовых микроскопов и комплексов на их основе. Микроскопы компании NST входят в ТОП-10 популярного оборудования российской нанотехнологической сети.

Certus — Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ)
Certus – сканирующий зондовый микроскоп с возможностью совместной работы с оптическим и спектральным оборудованием.

Конструкция большинства существующих моделей сканирующих зондовых микроскопов не позволяет непосредственно наблюдать за зондом и поверхностью образца, поскольку эта зона, как правило, конструктивно недоступна. Для доступа к точке контакта зонда с образцом используют различные оптические системы, но при этом усложняется работа, снижается качество изображений, а также ослабляется полезный световой сигнал, что крайне важно, например, в случае получения спектров поверхности.

Головка сканирующего зондового микроскопа Certus сконструирована так, чтобы не закрывать область сканирования для оптических приборов. Сканер в форме буквы U позволяет подвести объектив оптического микроскопа, осветитель или источник лазерного излучения непосредственно к участку сканирования. Таким образом, можно одновременно изучать объект методами оптической и сканирующей зондовой микроскопии: «посмотреть и пощупать».

Сканирующий зондовый микроскоп Certus выпускается в нескольких модификациях:
— Certus Light — простой СЗМ для исследователей, не имеющих необходимости в получении оптических изображений, либо для тех, кто конструирует собственные установки с использованием СЗМ.

— Certus Standard – СЗМ с оптическим микроскопом. Оптический микроскоп позволяет увидеть на поверхности образца интересный объект и затем исследовать его методами сканирующей зондовой микроскопии.

— Certus NSOM — сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ), оснащенный специализированными держателями зондов и необходимым оптическим оборудованием для проведения исследований с использованием эффекта ближнего поля (Near-Field Scanning Optical Microscope).

Оптическая микроскопия ближнего поля основана на использовании свойств ближнего (эванесцентного) поля, что позволяет преодолеть дифракционный предел классической оптической микроскопии.

Certus Optic — совмещенные сканирующий зондовый (СЗМ) и оптический микроскопы.
Использование исследовательского оптического микроскопа снимает ограничения сканирующего зондового микроскопа, связанные с трудностью поиска объекта исследования на поверхности образца, а сканирующий зондовый микроскоп позволяет исследовать поверхность объектов за пределами разрешающей способности оптического микроскопа и получать истинно трехмерный рельеф поверхности образов. Кроме того, использование оптических микроскопов высокого класса позволяет применять полноценный набор методик классической микроскопии, например, методики флюоресцентной микроскопии.

На данный момент существуют два основных варианта этого комплекса.
Cerus Optic I — комплекс на основе инвертированного микроскопа (объектив микроскопа находится под поверхностью образца, а подсветка может осуществляться как на просвет, так и на отражение), который применяется для исследования прозрачных образцов. Это биологические образцы, прозрачные полимеры, прозрачные керамические материалы и т.д.
В комплексs Certus Optic встроены два СЗМ сканера, позволяющих проводить сканирование как зондом (образец неподвижен, перемещается только зонд), так и основанием (зонд неподвижен, перемещается только образец).

Certus Optic U – комплекс на основе прямого микроскопа (объектив микроскопа находится над поверхностью образца, а подсветка может осуществляться как на отражение, так и на просвет) применяется в основном для исследования непрозрачных образцов, таких как керамики, металлы, микросхемы и т.д.

Centaur — комплексы, сочетающие в себе атомно-силовой микроскоп, оптический микроскоп, конфокальный микроскоп/спектрометр комбинационного (рамановского) рассеяния и флюоресценции.

Принципы, заложенные в конструкцию этих комплексов, позволяют проводить как независимые исследования топографии и спектральных характеристик поверхности, так и получать одновременно спектрально-топографические характеристики исследуемых объектов. Благодаря этому возможно сделать однозначное сопоставление топографии поверхности с её структурой и составом. Кроме того, комплексы Centaur позволяют получать отдельный спектр в каждой исследуемой точке (FSI — Full spectral imaging), а не только интенсивность по строго выбранному спектральному признаку, как у приборов предыдущих поколений.

Подобное сочетание необходимо по ряду причин. Обычно, в лабораториях один и тот же образец стараются изучить разными методами на разных приборах, но существует ряд проблем. Нет уверенности в том, что будет исследоваться один и тот же участок образца на разных приборах и нет гарантии, что при переносе образца из одного прибора в другой он не изменится и не будет разрушен в ходе исследований на одном из приборов. Поэтому, для объектов с выраженной микро- и наноструктурой важно получить максимум информации за одно измерение или серию измерений, но на одном приборе. Для этого и конструируются установки, сочетающие набор различных методик.
Кроме того, при сочетании различных методик могут наблюдаться совершенно новые эффекты, такие как усиление рамановского рассеяния на иглах СЗМ (TERS — Tip-Enhanced Raman Scattering), появляется возможность работы с безапертурной ближнепольной микроскопией и т.д.

Сочетание спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния, флюоресцентной спектроскопии и сканирующей зондовой микроскопии на комплексах Centaur позволяет проводить исследования в области физики, химии, биологии, междисциплинарных наук, таких как материаловедение, фармацевтика, биотехнологии и нанотехнологии. Это изучение состава, структуры и взаимодействия органических и неорганических веществ, особенностей структуры биологических клеток и микроэлектромеханических систем (MEMS) и многое другое.

В компании «Нано Скан Технология» на данный момент разработаны 4 модификации таких комплексов. Две модели на классических одинарных монохроматорах (Centaur I/U) и две модели на монохроматорах с двойной дисперсией (Centaur I/U HR). Модели Centaur ориентированы в основном на работу с флюоресценцией, а модели Centaur HR на работу с комбинационным (рамановским) рассеянием.
Модели I – на основе инвертированного (inverted) оптического микроскопа.
Модели U – на основе прямого (upright) оптического микроскопа.

Исследовательская система Snotra представляет собой комбинацию сканирующего зондового микроскопа (атомно-силового микроскопа, СЗМ, АСМ) и криоультрамикротома.

Эта система позволяет проводить in-situ измерения морфологии и свойств поверхности образцов сразу после проведения сверхтонкого среза при низких температурах. Данная методика позволяет получать качественно новую информацию о физических и структурных свойствах биологических и полимерных материалов на уровне индивидуальных макромолекулярных компонент и проводить исследования трехмерных наноструктур в объёме материалов.

В основе комбинированного прибора лежит идея измерений поверхности образцов после среза с помощью СЗМ — а не самих срезов, обычно исследуемых с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Благодаря этому исчезает необходимость переносить срез в оптический или электронный микроскоп, однако при необходимости полученные срезы возможно изучать на электронном и оптическом микроскопе для сопоставления разных методов исследования.

Кроме измерительных приборов и комплексов компания «Нано Скан Технология» выпускает устройства для разработчиков и производителей научного и промышленного оборудования. Это сканирующие пьезостолики Ratis и однокоординатные подвижки Vectus. Они также учитывают требования, необходимые для работы с оптическим оборудованием.

Сканеры Ratis XY(Z) используются в сканирующих зондовых микроскопах, устройствах прецизионного позиционирования и перемещения. Они позволяют перемещать образец на расстояние до 150мкм с точностью в доли нанометра. В частности, эти сканеры включены в состав комплексов Certus Optic и Centaur.

Однокоординатные подвижки Vectus предназначены для перемещения и позиционирования устройств по одной координате, например, объектива оптического микроскопа (для более точной фокусировки и автоматической фокусировки), а также ряда других устройств — лазеров, манипуляторов и т.д.

Для управления всеми этими устройствами используются специализированные контроллеры серий EG-3000 и EG-1000, а также специализированное программное обеспечениеNSpec.

Подробные технические характеристики представленного оборудования, принципиальные схемы и габаритные чертежи доступны по ссылкам.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈