Park AFM-IR纳米红外光谱系统
AFM集成的纳米红外光谱技术助力先进材料表征
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Park原子力显微镜-红外光谱(AFM-IR)系统,将原子力显微镜(AFM)与光诱导力显微镜(PiFM)技术结合使用。Park AFM-IR的关键特性,在实现纳米尺度分子振动成像的同时,仍可保持AFM的全部功能,支持全面的形貌、纳米力学、电学与热学分析。

凭借PiFM模式能够同步解析化学成分与表面形貌,Park AFM-IR纳米红外光谱系统成为光热光谱、纳米级红外成像、半导体检测以及量子光学研究的理想工具。
主要功能
简化的纳米红外测量自动化工作流程
Park AFM-IR纳米红外光谱系统基于FX平台的自动化技术,涵盖探针更换和视觉引导的AFM激光对准功能,并在此基础上扩展了专用于红外测量的自动化功能。

该系统配备全自动红外光束对准流程,可利用PiFM信号作为反馈定位光束位置,提高实验稳定性与重复性。
SmartScan™自动红外光束对准
SmartScan™可实现自动红外光束对准。使用抛物面镜(PM)执行器完成全行程扫描后,系统会自动识别 PiFM 信号强度的峰值位置,实现高精度光束对准,并在尽可能减少用户干预的情况下优化信号质量。
真正的非接触式(True Non-Contact™)红外测量
Park AFM-IR纳米红外光谱系统利用光诱导力显微镜(PiFM)实现真正的非接触式红外测量,可在AFM探针与样品表面保持不接触的情况下检测光诱导力。该方法避免了接触式技术常见的样品损坏和探针污染问题,实现优于5nm的空间分辨率,并延长探针的使用寿命。

非接触模式反馈机制在整个测量过程中保持探针与样品的精确间距,确保在软质或敏感材料上也能获得高度可重复的结果。简化的操作流程使用户能够专注于测量结果而非繁琐设置,从而让AFM-IR分析比以往任何时候都更加可靠、易用。
PiFM的可选检测模式
Park AFM-IR纳米红外光谱系统提供两种不同的检测模式,用户可根据样品特性和分析目标优化测量。直接模式将激光调谐至悬臂的谐振频率,从而尽可能提高信号强度,适用于更广泛或更深入的样品响应探测。
边带模式则通过差频(𝑓₁ - 𝑓₀),调制激光,选择性检测探针与样品交界面的非线性相互作用。该模式能够在低背景干扰下实现高度局域化的化学对比度,特别适合解析复杂或异质表面上的细微特征。
优化检测频率以实现稳定的PiFM成像
要实现稳定可靠的高分辨率PiFM成像,仅依靠共振是不够的,还需要精确的频率跟踪。当AFM探针扫描具有不同机械特性的材料时,探针与样品之间的相互作用可能会改变悬臂的谐振频率。若调谐不当,这种失谐可能导致信号衰减和机械伪差。
Park AFM-IR纳米红外光谱系统通过逐像素自动扫描窄频范围,并选择最佳检测频率来解决这一问题。这可确保系统在整个扫描过程中始终与实际谐振条件保持同步,从而维持强信号、减少伪差,并提升信噪比(SNR),最终在异质样品上实现可靠的化学成像.
Park原子力显微镜技术
Photo-induced Force Microscopy
光诱导力显微镜(PiFM),利用可调谐红外激光在分子振动共振频率下激发时产生的光诱导力。在Park AFM-IR光谱仪中,AFM悬臂以非接触模式运行,可在无需接触样品表面的情况下,检测这些力。

随着激光波长的扫描,悬臂振动幅度的变化会直接反映局部红外吸收特性,从而生成光谱和化学图像。这种全非侵入式方法能够实现真正的纳米级化学表征,达到优于5nm的空间分辨率和单层灵敏度,并助力研究人员可视化原子级的分子组成。
多领域应用示例