Низкотемпературный атомно/магнитно-силовой микроскоп (LT AFM/MFM)

LT-AFM / MFM - это система атомно-силовой микроскопии без выравнивания, оснащенная волоконным интерферометром, работающим при 1310 нм, уровне шума 15 фм / √ Гц с рабочим диапазоном 20 мК-300 К и магнитным полем до 16 Тл.

Конструкция без выравнивания создает удобное использование; оптоволоконный интерферометр переносит свет с помощью оптоволоконного кабеля относительно конца кантилевера и используется для измерения отклонения кантилевера; тем временем обеспечивая магнитное разрешение 10 нм при 4K. Выравнивающие чипы с тремя выступами, совместимые с коммерческими консольными устройствами, устраняют необходимость в оптическом выравнивании конечным пользователем.

LT-AFM / MFM позволяет характеризовать материалы, предлагая различные режимы визуализации; Зондовая сканирующая зондовая микроскопия, магнитно-силовая микроскопия, электро-силовая микроскопия, силовая микроскопия с зондом Кельвина, проводящая АСМ.

Контрольно-измерительные приборы и уникальный дизайн микроскопа LT-AFM / MFM позволяют настраивать его для различных размеров криостата.

Головка микроскопа состоит из двух концентрических пьезотрубок; внутренняя пьезотрубка для сканирования и внешняя для позиционирования образца.

Сканирующий пьезоэлемент состоит из квадрантных электродов и пьезоэлемента дизеринга для сглаживания кантилевера и поставляется с тремя различными вариантами по запросу.

Подход к образцу осуществляется с помощью скользящего движения; допускается движение 10 мм по оси Z и Ø3 мм по оси XY с чувствительностью 50 нм.

Электронные сигналы генерируются мощным elctronic LT-AFM / MFM через выходы BNC; переносится в микроскоп через соединения LEMO.

Размер образца:

• 15 х 15 х 5 мм (макс.)

Волоконный интерферометр шума:

• 15 фм / √Гц

Диапазон температур:

• 20 мК - 300 К (зависит от криостата)

Магнитное поле:

• 16 Т (в зависимости от магнита)

Рабочее давление:

• До 1E-6 мбар

Обработка сигналов:

• Современный контроллер на базе FPGA;
• Реконфигурируемое цифровое оборудование для максимальной производительности;
• Процессор реального времени с 128 МБ памяти DDR SDRAM;
• Высокоскоростной интерфейс USB2.0, 480 Мбит/с для интерфейса ПК.

Текущий диапазон:

• G = −1 В/нА, 1 пА - диапазон 10 нА, минимальный уровень шума <8fA / √Гц

Аппаратные средства обратной связи реализованы:

• 2 канала цифровых ПИД-регуляторов с частотой 200 кГц

ВХОДЫ:

• Любые 24/32-битные цифровые входы от PLL и т. д. Или любой аналоговый вход (с 24-битным АЦП)

ВЫХОДЫ:

• 24-битные цифро-аналоговые преобразователи и 24-битные цифровые выходы

Цифровой усилитель PLL / Lock-in

• Диапазон частот: 100 Гц - 1 МГц
• Разрешение: 1 мкГц
• Ширина полосы демодуляции: 50 Гц - 5 кГц
• Вход: ± 10 В, частота дискретизации: 50 МГц при 16-битном разрешении
• Выход: 32-битный цифровой DF и фаза / 16-битный аналоговый DF и фаза
• Обратная связь с постоянной амплитудой или постоянное возбуждение
• Ширина полосы цифрового фильтра: 10 Гц - 3 кГц, регулируемая

АЦП (высокая скорость)

• 2 канала 16-битных аналого-цифровых преобразователей при 50 МГц;
• ± 10 В входной диапазон; 1 МГц Баттерворт LPF 4-го порядка

ЦАП (высокая скорость)

• 2 канала 16-битных цифро-аналоговых преобразователей при 50 МГц;
• Выходной диапазон ± 10 В (один используется для напряжения смещения)

Сканирование ЦАП (высокое разрешение)

• 4 канала 24-битных цифро-аналоговых преобразователей @ 62,5 кГц;
• ± 10 В Выходной диапазон

ЦАП

• 2 24-битных и 12 16-битных цифро-аналоговых преобразоателей;
• ± 10 В Выходной диапазон

АЦП (высокое разрешение)

• Одновременно сэмплированы 16 каналов по 24 бит аналого-цифровых преобразователей 200 кГц;
• ± 10 В входной диапазон; 10 кГц 4-й порядок Баттерворт LPF

Усилители высокого напряжения

• 4-х канальные малошумные высоковольтные усилители для привода с колебанием ± 200 В

Двигатель грубого приближения

• Регулируемый высоковольтный импульсный генератор: ± 200 В;
• Скорость нарастания: 400 В / 2 мкс при емкостной нагрузке 33 нФ;
• 19 каналов ползунковых выходов программируемых выходов с механическими реле;
• Выбор формы волны ползунка: Экспоненциальная / t2 / линейная / экспоненциальная обратная по времени;
• Пользовательский интерфейс с помощью джойстика и программного обеспечения.

Каналы обработки изображений

• Одновременное сканирование 16 каналов АЦП при 8192x8192 пикселей

Требования к питанию

• 100/110/220/240 В переменного тока, 50/60 Гц, 400 ВА

Программное обеспечение и драйверы

• Исходный код написан на C # и DirectX 11 для 64-битной ОС;
• LabView ™ драйверы для скриптинга;
• Настройка программного обеспечения по запросу.