高分辨磁力显微镜 VLS-80

高分辨磁力显微镜VLS-80

VLS-80 是瑞士 NanoScan 公司推出的高分辨率磁力显微镜，它是在材料表面纳米尺度检测技术上的巨大飞跃。超细探针使得其分辨精度比传统的 MFM 提高近 10 倍，该产品刚一出现立即受到了科学家们的广泛关注。2003 年该产品获评瑞士技术创新奖；瑞士创新奖专题文章评论该公司对于更大容量的硬盘存储器的研究将带来突破性飞跃。

VLS-80简介：

VLS-80 是由瑞士 NanoScan 开发的新型高真空扫描探针显微镜（SPM）。VLS-80 将独特高真空SPM性能与高精度样品导航相结合。新型 SPM 扫描头具有 80 x 80 μm²的扫描范围和 20 bit 的扫描分辨率，SPM 分析范围可实现从纳米级到毫米级。高分辨图像导航与新型高精度样品台相结合，成就了其独特的样品导航。不论在标准大气或高真空条件下运行，仪器在所有动态 SPM 模式下都能获得最大灵敏度。NanoScan 控制系统支持所有标准SPM模式，还支持针尖保护和长距离表面分析等独特功能。

VLS-80 详情一览：

主要技术规格

特色操作模式

双锁相环（Dual-PLL）MFM

针尖磁化方向的原位切换

TOF.SIMS 5 的搭档

表面形貌分析模式

VLS-80主要技术规格：
1.闭环形貌测量，扫描范围为 X 和 Y：80 μm，Z：10 μm

2.具有 20-bit 数字控制的扫描头，每bit可对应亚纳米空间分辨率

3.高精度样品台，行程范围达 100 x 100 x 15 mm³

4.实时样品观察，以便快速简便地手动样品定位

5.与所有商用 AFM 针尖悬臂兼容的四象限光束偏转检测系统

6.多程控制及相应软件可以对多达 2 个锁相环进行独立操作

7.垂直和面内磁场选项（样品表面的可变磁场范围：垂直方向 ±550 mT ，面内 ±200 mT ）

8.三级被动减震系统

VLS-80的特色操作模式：

1.接触模式

2.非接触模式

3. 双通模式

4.侧向力模式

5.轻敲模式

6.相位成像模式

7.表面形貌分析模式

8.静电力模式

9.开尔文探针模式

10.振幅和相位调制模式

11.磁力模式

12.多频模式

13.力-位移模式和普通扫描模式

双锁相环磁力显微镜

高分辨率 MFM 需要使用带有磁性薄膜涂层的极细针尖。如果针尖在测量过程中与样品表面接触，则容易受损。在理想平坦表面上，可以通过直接控制针尖-样品间距避免其直接接触；但是许多现实的样品并不完全平坦，双锁相环MFM模式使用两个完全独立的锁相环（PLL）来控制针尖-样品间距并同时测量局部磁场，由此精确控制针尖-样品间距，防止针尖受损。

1.非接触式针尖-样品间距控制 2.高真空可提高 Q因子和灵敏度 3.用于多频 AFM 针尖悬臂激励的双锁相环

双锁相环模式得到的磁介质MFM图像

双锁相环模式得到的磁介质AFM图像

该示例显示了磁介质样品的分析结果。磁畴和形貌特征可以很好地兼顾。由于采用双锁相环 MFM 模式，可以在一次扫描中同时采集表面的形貌和磁场信息。

针尖磁化方向的原位切换

NanoScan VLS-80 显微镜可配置永磁体，用于针尖磁化方向的原位切换。此切换对样品无影响。针尖磁化方向的原位切换由软件控制，过程只需几秒钟。切换磁化方向后的针尖自动返回到成像区域，精度优于 1 μm。

针尖磁化方向向上

针尖磁化方向向下

图为间距200 nm 的磁介质MFM数据。这两幅图像显示了针尖磁化方向切换前后的岛的磁化情况，对比可知，所有岛的磁化方向都是颠倒的，这证明信号是磁性的，形貌影响可忽略。

TOF.SIMS 5 的成功搭档

SPM 提供有关表面形貌和其他物理特性的有用信息。特别是将SPM物理数据与 TOF.SIMS 化学信息相关联可以更深入地理解被分析材料。单纯使用 SPM 仪器在样品上寻找感兴趣的区域往往具有挑战性且非常耗时。VLS-80 使用与 TOF.SIMS 5 相同的样品处理系统和导航软件。因此，两个系统中的样品导航完全兼容。查找和分析 TOF-SIMS 的采集区域或溅射坑只需要几分钟。这种方法非常精确和方便地把 TOF-SIMS 和 SPM 信息关联起来。