Veeco DI 扫描探针显微镜(SPM)简介
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• 微电子—半导体设备,数据存储磁头和媒体,应用包括形貌、电属性和力学测量(掺杂, 膜厚,磁畴分布等)
• 先进材料—聚合物,金属,陶瓷,MEMS/NEMS,应用包括形貌测量,分子研究,磨 损/摩擦学研究等方面
• 光通讯—激光和其他设备,应用包括形貌和电属性测量(掺杂,膜厚等) • 生命科学/生物技术—细胞,组织,DNA,蛋白质,应用包括形貌测量和单个分子之间
Veeco China
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北京市海淀区中关村南大街 2 号数码大厦 A 座 2311/ 2 室
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4. 技术支持
Veeco 公司在中国建立了三个纳米科学示范实验室,有专职的应用工程师在实验室工作,负责用户的 技术支持工作,在美国总部,Veeco 公司更有 10 余位应用科学家,专职负责 Veeco SPM 全球客户的技术支 持;Veeco 公司还不定期地举办高级用户培训班,由公司的应用科学家为不同学科的用户进行 SPM 应用的 深层次培训。
2. Dimension 3100 型 (价格:USD150,000.00~300,000.00,视配置而定)
此型号适用于半导体和数据存储器件产品等大尺寸样品的测量; 工业级精度自动移动样品台; 可配合专利低噪声 XYZ 三向闭环回路控制扫描头使用; 噪音水平:小于 0.5 Å; 样品尺寸为:150mm ×150mm × 12mm (XYZ);
偏移进行独立控制,提供了空前强大的控制精度 6. 定量相位成像技术,采用锁相放大技术,可进行定量相位成像,相位成像线性度达到完整的±180°,
由于相位成像线性度如不能达到完整的±180°,在进行相位信号检测时部分样品信息检测不到,造成 成像的不完整;此技术为我公司第二代专利相位成像技术,其他厂家仍采用 Veeco 第一代专利相位成 像技术,线性度仅为±30°。 7. 相位成像应该具有自动调零的功能,从而避免相位对比超出范围,造成无法成像。 8. 在所有模式的探针逼近样品的过程中, 具有自动逼近功能 (Automatic Engage) ,确保探针和样品表 面不受损坏。 9. 下针后,具有在样品表面重新调整共振频率的功能,可准确知道探针在成像时的真实频率,保证成像 的真实性。 10. 在轻敲模式的探针逼近样品的过程中,系统能自动决定 set point 值(阈值),确保探针在样品真实表面 进行扫描成像,而非在样品液膜表面进行扫描,造成成像失真。 11. 对压电扫描器加非线性电压来矫正扫描器的非线性 12. 通过观察扫描来回两个方向的轨迹对扫描进行实时调整,避免成像失真,以获取样品表面真实的信息。 13. 压电扫描器由多个压电陶瓷管组成,X/Y 和 Z 部分都选择了灵敏度和线性度不同的材料,从而可以限 制 X、Y 和 Z 轴之间的串扰。 14. 具有 LiftMode 的 功能。将形貌信息和其他信息(例如,磁力、力调制等信息)分离,避免把形貌信 息混合在所想要得到的信息中。 15. 具有负抬高功能(Negative LiftMode),以达成纳米操纵(如 DNA 操纵)的实验要求。 16. 能够提供液态下的力调制功能,可对样品的软硬、刚性等特性进行检测。
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独有的 Veeco SPM 技术论坛为全球的 Veeco SPM 用户提供了进行广泛技术交流的平台,并将每天的讨 论信息整理成摘要发送给注册的 Veeco 用户。每年一次的全球及全国用户大会更是 Veeco DI SPM 用户聚集 在一起交流的盛会。
作为 SPM 的全球领跑者,Veeco 公司不断采纳用户的建议,并一直致力于扫描探针显微镜新技术的 研究与开发,从而保持了 Veeco 的 SPM 世界领先水平。
技术优势
1. 可持续的稳定的达到原子级分辨率。对外界环境具有较高的抗干扰性。 2. 具有很高的稳定性及易操作性, 不会太过依赖用户个人的知识及经验水平。 3. 具有数字式的控制探针-样品间距的反馈。 4. 采用低共射激光源来消除干涉影响。 5. (x,y,z) 每个方向均各有 3 个 16 Bits DAC (数模转换器,共 9 个), 分别对基本波形、扫描范围及扫描
Veeco DI 扫描探针显微镜系统(SPM)简介
扫描探针显微镜简介
纳米科学技术是在纳米尺度内,研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,并且利用 这些特性的多学科的高科技。目前,纳米科学技术的研究领域集中在三个方面。第一,具有特殊 性能的纳米材料和结构的研究。第二,设计和制备纳米结构和器件,以推动工业技术的革新和发 展。第三,纳米加工和纳米测量技术的实践与应用。
3. DI BioScope/SZ 型 (价格:USD150,000.00~240,000.00,视配置而定)
此型号适用于生命科学及生物样品的测量,可配合倒置光学显微镜使用; 噪音水平:小于 0.5 Å; 样品尺寸为:60mm ×60mm × 7mm (XYZ); 最新BioScope SZ型号使用低噪声XYZ三向闭环回路控制扫描头,为纳米级别 的生物和材料力学研究以及纳米加工操纵工作提供了空前的精度; (详见后页NanoMan II™ 系统以及MultiMode® PicoForce™ 系统)
国外一流大学早在 90 年代中期就建立了纳米研究实验室,并引进了具有纳米分辨率的观测设 备(如 SPM 等),在纳米研究方面取得了重要进展。另外,国内许多院所都引进了新型的纳米测 试系统。例如:北京大学,清华大学等几十所大学的多个院系,中科院多家研究所等,目前国内 已有超过 200 套 SPM。
扫描探针显微镜(SPM) 能够在大气及液体环境下准确地观测样品表面纳米尺度的三维形貌; 同时可对样品表面物理化学特性进行研究,如表面组分区别、温度、表面电势、磁场力、静电力、 摩擦力和其他表面力以及电化学相互作用力的测量;同时可以对样品表面进行纳米尺度的刻蚀和 加工。在研发、工艺改进、品质控制和失效分析等方面的应用包括:
对于纳米科学和纳米技术来说,扫描探针显微镜(SPM)是一种“起动工具”(引自 2001 年 5 月美国艺术与科学研究院纳米技术研讨会上的《nanotechnology pioneer》一文,作者哈佛大学 George Whitesides),并且是当今世界上具有最高分辨率测量和成像的工具(在垂直方向上,分辨 率低于埃级;在水平方向上,分辨率为纳米级)。最新型的仪器已经可以在纳米级别操纵物体和 处理表面,并且可以在分子级别感应化学和生物分子。
Veeco DI SPM 主要功能( 部分功能需相应配件 ):
原子力显微镜 (AFM) 扫描隧道显微镜 (STM) 接触模式 非接触模式 轻敲模式 (Veeco 专利技术) 抬起模式 (Veeco 专利技术) 横敲(TR)模式 (Veeco 独有专利技术) 四点探针模式 定量相位成像模式, 相位线性度达到完整的±180° (第二代相位成像技术,Veeco 独有专利技术) 横向力/摩擦力显微镜 力曲线 / 力谱 测量 液体环境工作模式 (Veeco 首创) 磁力显微镜 (Veeco 首创) 静电力显微镜 (Veeco 首创) 表面电势测量 (绝对值测量,Veeco 首创) 力调制测量模式 (空气及液体环境,Veeco 专利技术) 压电响应测试模式 (PR Mode) 纳米划痕 / 压痕测试 纳米加工 / 操纵功能 电化学 STM 电化学 AFM 扫描电容显微镜 (SCM) (Veeco 首创) 扫描扩散电阻显微镜 (SSRM) (Veeco 专利技术) 导电原子力显微镜 (CAFM) (Veeco 首创) 隧道原子力显微镜 (TUNA) (Veeco 专利技术)
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传真:010-68866225
Veeco DI 扫 描 探 针 显 微 镜 系 统 简 介 1. 公司背景
Veeco 公司是一家纳斯达克上市的美国公司,旗下的 DI 工厂是全球规模最大的专业生产扫描探针显 微镜 (SPM) 的厂家,成功地制造了世界上第一台商用扫描探针显微镜,有超过 15 年的 SPM 生产经验, 成熟的工艺保证了 Veeco SPM 产品具有最好的稳定性和可靠性。拥有最广泛的顾客群,全球销售超过 7000 套,国内销售 190 余套,全球及国内市场占有率在 70%以上,处于占绝对优势的市场领先地位;在全球 半导体、磁记录器件和光通讯器件生产厂家的占有率几乎达到 100%,已成为业界标准。
2. 产品技术水平
Veeco 公司的 DI SPM 在扫描探针显微镜基本工作原理及应用方面拥有 100 多项专利,其中包括已成 为业界标准的 Tapping Mode, Lift mode 等,具有极其优异的性能,在 SPM 各个领域中全面领先,因而多 次获得殊荣,其中包括著名的美国 R&D 大奖;Veeco 公司和 IBM 等 5 家公司被《财富》杂志评为全球纳米 产业 5 强;许多科学家在使用 SPM 后纷纷在学术上取得了令人瞩目的成果,在《SCIENCE》、《NATURE》 等国际顶尖学术刊物上发表的使用扫描探针显微镜的科学文献绝大多数是使用的 Veeco DI SPM,使用 Veeco DI SPM 得到的数据在国际学术会议上得到普遍认可。
Veeco DI 扫 描 探 针 显 微 镜 ( S P M ) 主 要 型 号 :
1. MultiMode 型
(价格:USD150,000.00~300,000.00,视配置而定)
此型号为全球噪音最低,分辨率最高,销售量最大的 SPM,广泛适用于各 个领域的纳米科学研究; 高集成,多模式设计,可实现多种 SPM 功能; 可对测试温度进行精确调整和控制; 噪音水平:小于 0.3 Å,全球最高水平,可持续稳定地达到原子级分辨率; 样品尺寸为:15mm ×15mm × 5mm;
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4. E-Scope 型
(价格:USD160,000.00~250,000.0气氛,真空,大气及液体环境等,并可 对测试温度进行精确调整和控制; 噪音水平:小于 0.5 Å; 独特噪音控制设计,在真空泵工作状态下可保持系统噪音< 1 Å; 独特高温成像设计,保证在 200°C 温度条件下,分辨率< 3nm; 样品尺寸为:30mm ×30mm × 12mm (XYZ);
3. 售后服务
Veeco 公司在中国设立分公司,售后服务由生产厂家直接对客户服务,Veeco 公司的工程师按职能严 格分为 3 类:销售工程师,技术工程师,应用工程师;售后服务(SPM 的安装、调试、维护以及维修)由多 名在美国工厂进行过专业培训的 SPM 专业技术工程师专人负责。
Veeco 公司同时在上海建立了配件保税仓库,配件供应充分及时。
相互作用力的力学测量。 • 制药—药品交货/密封包装,药品发明,结晶性等 • 纳米操纵/刻蚀 —在纳米级别组装结构,操纵原子和分子,进行刻蚀
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• 先进材料—聚合物,金属,陶瓷,MEMS/NEMS,应用包括形貌测量,分子研究,磨 损/摩擦学研究等方面
• 光通讯—激光和其他设备,应用包括形貌和电属性测量(掺杂,膜厚等) • 生命科学/生物技术—细胞,组织,DNA,蛋白质,应用包括形貌测量和单个分子之间
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4. 技术支持
Veeco 公司在中国建立了三个纳米科学示范实验室,有专职的应用工程师在实验室工作,负责用户的 技术支持工作,在美国总部,Veeco 公司更有 10 余位应用科学家,专职负责 Veeco SPM 全球客户的技术支 持;Veeco 公司还不定期地举办高级用户培训班,由公司的应用科学家为不同学科的用户进行 SPM 应用的 深层次培训。
2. Dimension 3100 型 (价格:USD150,000.00~300,000.00,视配置而定)
此型号适用于半导体和数据存储器件产品等大尺寸样品的测量; 工业级精度自动移动样品台; 可配合专利低噪声 XYZ 三向闭环回路控制扫描头使用; 噪音水平:小于 0.5 Å; 样品尺寸为:150mm ×150mm × 12mm (XYZ);
偏移进行独立控制,提供了空前强大的控制精度 6. 定量相位成像技术,采用锁相放大技术,可进行定量相位成像,相位成像线性度达到完整的±180°,
由于相位成像线性度如不能达到完整的±180°,在进行相位信号检测时部分样品信息检测不到,造成 成像的不完整;此技术为我公司第二代专利相位成像技术,其他厂家仍采用 Veeco 第一代专利相位成 像技术,线性度仅为±30°。 7. 相位成像应该具有自动调零的功能,从而避免相位对比超出范围,造成无法成像。 8. 在所有模式的探针逼近样品的过程中, 具有自动逼近功能 (Automatic Engage) ,确保探针和样品表 面不受损坏。 9. 下针后,具有在样品表面重新调整共振频率的功能,可准确知道探针在成像时的真实频率,保证成像 的真实性。 10. 在轻敲模式的探针逼近样品的过程中,系统能自动决定 set point 值(阈值),确保探针在样品真实表面 进行扫描成像,而非在样品液膜表面进行扫描,造成成像失真。 11. 对压电扫描器加非线性电压来矫正扫描器的非线性 12. 通过观察扫描来回两个方向的轨迹对扫描进行实时调整,避免成像失真,以获取样品表面真实的信息。 13. 压电扫描器由多个压电陶瓷管组成,X/Y 和 Z 部分都选择了灵敏度和线性度不同的材料,从而可以限 制 X、Y 和 Z 轴之间的串扰。 14. 具有 LiftMode 的 功能。将形貌信息和其他信息(例如,磁力、力调制等信息)分离,避免把形貌信 息混合在所想要得到的信息中。 15. 具有负抬高功能(Negative LiftMode),以达成纳米操纵(如 DNA 操纵)的实验要求。 16. 能够提供液态下的力调制功能,可对样品的软硬、刚性等特性进行检测。
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作为 SPM 的全球领跑者,Veeco 公司不断采纳用户的建议,并一直致力于扫描探针显微镜新技术的 研究与开发,从而保持了 Veeco 的 SPM 世界领先水平。
技术优势
1. 可持续的稳定的达到原子级分辨率。对外界环境具有较高的抗干扰性。 2. 具有很高的稳定性及易操作性, 不会太过依赖用户个人的知识及经验水平。 3. 具有数字式的控制探针-样品间距的反馈。 4. 采用低共射激光源来消除干涉影响。 5. (x,y,z) 每个方向均各有 3 个 16 Bits DAC (数模转换器,共 9 个), 分别对基本波形、扫描范围及扫描
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纳米科学技术是在纳米尺度内,研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,并且利用 这些特性的多学科的高科技。目前,纳米科学技术的研究领域集中在三个方面。第一,具有特殊 性能的纳米材料和结构的研究。第二,设计和制备纳米结构和器件,以推动工业技术的革新和发 展。第三,纳米加工和纳米测量技术的实践与应用。
3. DI BioScope/SZ 型 (价格:USD150,000.00~240,000.00,视配置而定)
此型号适用于生命科学及生物样品的测量,可配合倒置光学显微镜使用; 噪音水平:小于 0.5 Å; 样品尺寸为:60mm ×60mm × 7mm (XYZ); 最新BioScope SZ型号使用低噪声XYZ三向闭环回路控制扫描头,为纳米级别 的生物和材料力学研究以及纳米加工操纵工作提供了空前的精度; (详见后页NanoMan II™ 系统以及MultiMode® PicoForce™ 系统)
国外一流大学早在 90 年代中期就建立了纳米研究实验室,并引进了具有纳米分辨率的观测设 备(如 SPM 等),在纳米研究方面取得了重要进展。另外,国内许多院所都引进了新型的纳米测 试系统。例如:北京大学,清华大学等几十所大学的多个院系,中科院多家研究所等,目前国内 已有超过 200 套 SPM。
扫描探针显微镜(SPM) 能够在大气及液体环境下准确地观测样品表面纳米尺度的三维形貌; 同时可对样品表面物理化学特性进行研究,如表面组分区别、温度、表面电势、磁场力、静电力、 摩擦力和其他表面力以及电化学相互作用力的测量;同时可以对样品表面进行纳米尺度的刻蚀和 加工。在研发、工艺改进、品质控制和失效分析等方面的应用包括:
对于纳米科学和纳米技术来说,扫描探针显微镜(SPM)是一种“起动工具”(引自 2001 年 5 月美国艺术与科学研究院纳米技术研讨会上的《nanotechnology pioneer》一文,作者哈佛大学 George Whitesides),并且是当今世界上具有最高分辨率测量和成像的工具(在垂直方向上,分辨 率低于埃级;在水平方向上,分辨率为纳米级)。最新型的仪器已经可以在纳米级别操纵物体和 处理表面,并且可以在分子级别感应化学和生物分子。
Veeco DI SPM 主要功能( 部分功能需相应配件 ):
原子力显微镜 (AFM) 扫描隧道显微镜 (STM) 接触模式 非接触模式 轻敲模式 (Veeco 专利技术) 抬起模式 (Veeco 专利技术) 横敲(TR)模式 (Veeco 独有专利技术) 四点探针模式 定量相位成像模式, 相位线性度达到完整的±180° (第二代相位成像技术,Veeco 独有专利技术) 横向力/摩擦力显微镜 力曲线 / 力谱 测量 液体环境工作模式 (Veeco 首创) 磁力显微镜 (Veeco 首创) 静电力显微镜 (Veeco 首创) 表面电势测量 (绝对值测量,Veeco 首创) 力调制测量模式 (空气及液体环境,Veeco 专利技术) 压电响应测试模式 (PR Mode) 纳米划痕 / 压痕测试 纳米加工 / 操纵功能 电化学 STM 电化学 AFM 扫描电容显微镜 (SCM) (Veeco 首创) 扫描扩散电阻显微镜 (SSRM) (Veeco 专利技术) 导电原子力显微镜 (CAFM) (Veeco 首创) 隧道原子力显微镜 (TUNA) (Veeco 专利技术)
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2. 产品技术水平
Veeco 公司的 DI SPM 在扫描探针显微镜基本工作原理及应用方面拥有 100 多项专利,其中包括已成 为业界标准的 Tapping Mode, Lift mode 等,具有极其优异的性能,在 SPM 各个领域中全面领先,因而多 次获得殊荣,其中包括著名的美国 R&D 大奖;Veeco 公司和 IBM 等 5 家公司被《财富》杂志评为全球纳米 产业 5 强;许多科学家在使用 SPM 后纷纷在学术上取得了令人瞩目的成果,在《SCIENCE》、《NATURE》 等国际顶尖学术刊物上发表的使用扫描探针显微镜的科学文献绝大多数是使用的 Veeco DI SPM,使用 Veeco DI SPM 得到的数据在国际学术会议上得到普遍认可。
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此型号为全球噪音最低,分辨率最高,销售量最大的 SPM,广泛适用于各 个领域的纳米科学研究; 高集成,多模式设计,可实现多种 SPM 功能; 可对测试温度进行精确调整和控制; 噪音水平:小于 0.3 Å,全球最高水平,可持续稳定地达到原子级分辨率; 样品尺寸为:15mm ×15mm × 5mm;
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3. 售后服务
Veeco 公司在中国设立分公司,售后服务由生产厂家直接对客户服务,Veeco 公司的工程师按职能严 格分为 3 类:销售工程师,技术工程师,应用工程师;售后服务(SPM 的安装、调试、维护以及维修)由多 名在美国工厂进行过专业培训的 SPM 专业技术工程师专人负责。
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相互作用力的力学测量。 • 制药—药品交货/密封包装,药品发明,结晶性等 • 纳米操纵/刻蚀 —在纳米级别组装结构,操纵原子和分子,进行刻蚀
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