Сканирующая зондовая микроскопия показала себя, как наиболее эффективный метод для исследования нанообъектов и свойств поверхностей со сверхвысоким разрешением. Сегодня в области нанотехнологий появляются все более сложные задачи, что приводит к появлению новых требований к используемому оборудованию. Известно, что настройка большинства современных СЗМ чрезвычайно сложна, занимает достаточно много времени и сильно зависит от пользователя, вследствие чего результаты измерений имеют плохую воспроизводимость.
Компания «АИСТ-НТ» разработала новый полностью автоматизированный СЗМ - SmartSPM, который позволяет автоматически настраивать регистрирующую систему, подводить зонд к образцу и устанавливать параметры сканирования (рис. 1, 2, 3). Время, которое необходимо от включения прибора до начала сканирования, составляет менее 5 минут. SmartSPM предоставляет возможность выбора оптимального места наведения регистрирующего лазера, а также возможность тестирования отражающей поверхности кантилевера перед началом измерений (рис. 4). Моторизация позиционирования образца в горизотальной плоскости позволяет пользователю легко находить область, в которой необходимо производить сканирование. В автоматическом режиме пользователю необходимо лишь указать основные параметры зонда и поле сканирования для того, чтобы прибор произвел полную настройку систем, подвел зонд к поверхности образца и начал сканирование. Все это существенно сокращает время, требуемое для обучения работе на приборе, и дает возможность использовать прибор не только в научных, но и в учебных целях.
SmartSPM позволяет использовать оптическую систему в вертикальном положении с объективом 100х, числовой апертурой 0.7 , а в положении под углом с объективом 20х, числовой апертурой 0.42. Наличие оптического доступа к образцу не только сверху, но и сбоку позволяет ни только наблюдать за образцом, но также воздействовать на него лазером с заданной поляризацией и собирать рассеянный свет с поверхности образца, что особенно важно для проведения ГКР/TERS экспериментов (рис. 5).
В SmartSPM используется новая конструкция 100 мкм сканера с очень высокими резонансными частотами (резонансная частота по XY: 7 кГц; резонансная частота по Z: 15 кГц), что позволяет проводить сканирование на скоростях до 10 раз больших, чем у микроскопов других производителей. Сама система сканирования SmartSPM, основанная на гибких направляющих с применением высококачественных монолитных пьезопакетов, обладает метрологическими свойствами, высокой стабильностью и позволяет получать сверхвысокое разрешение (рис. 6).
Благодаря встроенному в программное обеспечение языку программирования Lua, пользователь имеет возможность адаптировать прибор под свои специфические задачи, а также организовать серию автоматизированных измерений в различных точках поверхности образца. Встроенный макроязык для программирования платы DSP контроллера позволяет создавать собственные алгоритмы сканирования, снятия силовых кривых, а также процедуры нанолитографии (рис. 7).
