System AFM-IR (Rys. 1)

Mikroskop w zakresie podczerwieni umożliwiający pomiary z nanometryczną zdolnością rozdzielczą (system nanoIR2).

System nanoIR2 obejmuje:


• Mikroskop sił atomowych (AFM)
• Zintegrowany system AFM-IR
• 2 źródła promieniowania podczerwonego (Rys. 2)

Parametry:


• Mikroskop sił atomowych (AFM):
  • skaner XYZ o zakresie 80 x 80 x 7 μm
  • praca w trybie kontaktowym (contact mode)
  • praca trybie z przerywanym kontaktem (tapping mode)
  
• Zintegrowany system AFM-IR:
  • praca w tryb kontaktowy (contact mode) – zbieranie widm AFM-IR, mapowanie
  • umożliwia manualny wybór serii punktów na obrazie topografii AFM
  • umożliwia automatyczną akwizycję widm w zakresie podczerwieni z zaznaczonych na obrazie topografii AFM punktów lub linii
  • umożliwia mapowanie absorpcji poszczególnych długości fali w zakresie podczerwieni
  • umożliwia jednoczesny pomiar absorpcji promieniowania podczerwonego oraz własności mechanicznych próbki
  • praca w trybie wzmocnionego rezonansu poprzez dopasowanie częstotliwość powtarzania impulsów źródła IR do częstotliwości rezonansowej kontaktu sondy AFM z materiałem w różnych miejscach próbki
  
• Źródła promieniowania podczerwonego - lasery przestrajalne emitujące promieniowanie IR o nanosekundowych pulsach:
  • Laser OPO (optical parametric oscillator) – zakres spektralny 900 cm^-1 – 3600 cm^-1
  - środkiem czynnym jest ciało stałe czyli kryształ Nd: YAG
  - emituje pulsy wiązki z częstotliwością 1 kHz o długości 10 ns
  - maksymalna rozdzielczość spektralna 4 cm^-1
  - minimalna grubość próbki 100 nm
  - polaryzacja promieniowania IR 0º – prostopadła do powierzchni próbki
  - polaryzacja promieniowania IR 90º – równoległa do powierzchni próbki
  • Laser QCL (Quantum Cascade Laser ) – zakres spektralny 1145 cm^-1 – 1900 cm^-1
  - laser półprzewodnikowy
  - częstotliwość przestrajalna w zakresie: 0,1–500 kHz o długości 180 ns - dopasowanie częstotliwości pulsu lasera do częstotliwości rezonansowej kontaktu dźwigni AFM z badanym materiałem
  - maksymalna rozdzielczość spektralna 1 cm^-1
  - minimalna grubość próbki nawet 10 nm
  - polaryzacja promieniowania IR 90º – prostopadła do powierzchni próbki
  - polaryzacja promieniowania IR 0º – równoległa do powierzchni próbki