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Dimension XR – Neue und einzigartige AFM‑Funktionen und -Leistungen werden möglich

 

Bruker’s Dimension XR scanning probe microscope (SPM) systems incorporate decades of research and technological innovation. With routine atomic defect resolution, and a host of unique technologies including PeakForce Tapping, Data Cube modes, SECM and nanoDMA, they deliver the utmost performance and capability. The Dimension XR family of SPMs package these technologies into turnkey solutions to address nanomechanical, nanoelectrical, and electrochemical applications. Quantification of materials and active nanoscale systems in air, fluid, electrical, or chemically reactive environments has never been easier.

 


Routine Highest Resolution in Air and Liquid

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Atomic defect in a Calcite lattice imaged in liquid using PeakForce QNM (PFQNM).

From point defects in liquid, in a stiffness map, to atomic resolution in air, in a conductivity map, Dimension XR delivers highest resolution in all measurements.

At its core Dimension XR uses Bruker’s proprietary PeakForce Tapping technology to achieve both, hard and soft matter performance benchmarks, including crystal defect resolution, molecular defects in polymers, and the minor groove of the DNA double helix structure. The same technology plays an equally important role in resolving the smallest asperities on roughened glass over hundreds of images.

Dimension XR combines PeakForce Tapping with extreme stability, unique probes technology, and Bruker’s decades of experience in developing tip scanning systems. The result is highest resolution imaging consistently, completely independent of sample size, weight, or medium – and for any application.

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Quantitative Analyse für nanomechanische Anwendungen

Die Dimension-XR-Nanomechanik-Konfiguration für Icon und FastScan AFM-Systeme bietet die vollständige Palette an Fähigkeiten, die erforderlich sind, um Materialien schnell und quantitativ hinsichtlich ihrer nanomechanischen Eigenschaften zu charakterisieren. Dabei kann die Probenbreite von weichen klebrigen Hydrogelen und Verbundstoffen bis zu steifen Metallen und Keramiken reichen.

Die gebündelte Lösung von XR Nanomechanics umfasst die vollständige Entwicklung nanomechanischer AFM-Messtechniken im Nano-Bereich, einschließlich der neuen revolutionären nano-dynamischen AFM-Messanalyse. Dies ist die erste und einzige Realisierung von DMA auf der Nano-Skala für AFM, welche direkt mit makroskopischen DMA‑Methoden korreliert.

Revolutionäres AFM-nDMA

Erstmals kann ein Rasterkraftmikroskop eine vollständige und quantitative viskoelastische Analyse von Polymeren auf Nanoebene durchführen, wobei Materialien mit rheologisch relevanten Frequenzen im linearen Bereich untersucht werden. Die proprietäre Zweikanaldetektion, die Phasendriftkorrektur und das Referenzfrequenz-Tracking ermöglichen eine kleine Dehnungsmessung im rheologisch relevanten Bereich von 0,1 Hz bis 20 kHz für nanoskalige Messungen von Speichermodul, Verlustmodul und Verlustfaktor, die direkt mit den makroskopischen DMA-Methoden korrelieren.

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Mehrdimensionale nanoelektrische Charakterisierung

 

Die Dimension-XR-Nanoelektrik-Konfiguration für Icon- und FastScan-AFM-Systeme beinhaltet die breiteste Palette elektrischer AFM-Techniken in einem einzigen System. PeakForce TUNA™ und PeakForce KPFM™ verfügen bereits über eine beeindruckende Reihe von Veröffentlichungen über die Erweiterung der Materialforschung von konventionellen kontaktbasierten elektrischen Modi auf korrelative elektrische und mechanische Daten.

Die neuen DataCube-Modi von Bruker bieten jetzt mehrdimensionale Informationen im Nano-Bereich für jedes Pixel an, indem sie gleichzeitig in einer einzigen Messung elektrische und mechanische Eigenschaften erfassen.

Proprietäre DataCube-Modi

Diese Modi verwenden FASTForce Volume, um ein Kraft-Distanz-Spektrum in jedem Pixel mit einer benutzerdefinierten Verweilzeit auszuführen. Mit hohen Datenerfassungsraten werden während der Verweildauer eine Vielzahl elektrischer Messungen durchgeführt, wodurch für jedes Pixel elektrische und mechanische Spektren erzeugt werden. DataCube-Modi bieten eine vollständige Charakterisierung in einem einzigen Experiment, was mit einem kommerziellen Rasterkraftmikroskop nicht möglich ist.

NanoElectrical DataCube

Eine DCUBE-PFM-Messung zeigt deutlich, dass sich die Bereiche für jedes diskrete Pixel auf einer BiFeO3-Dünnschicht auf unterschiedlichen Potentialniveaus drehen.


Hochauflösendes Scannen in der elektrochemischen Bildgebung

Die Dimension-XR-NanoEC-Konfiguration für Icon- und FastScan-AFM-Systeme bietet eine schlüsselfertige Lösung für die quantitative Analyse von elektrochemischen Reaktionen in Echtzeit. Diese Systeme verwenden EC-AFM- und PeakForce-SECM™-Modi für die Durchführung von In‑Situ‑Topografieaufnahmen in der elektrochemischen Zelle und sind speziell für langfristige In-Situ-Elektrodenuntersuchungen unter elektrochemischer Kontrolle und in flüchtigen Lösungsmitteln konzipiert.

Exklusives PeakForce SECM

Mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 100 nm definiert dieser Modus neu, was in der nanoskaligen Visualisierung elektrischer und chemischer Prozesse in Flüssigkeiten möglich ist. PeakForce SECM verbessert das Auflösungsvermögen gegenüber herkömmlichen Ansätzen um ein Vielfaches. Dies ermöglicht völlig neue Forschungen zu Energiespeichersystemen, in der Korrosionswissenschaft und bei Biosensoren und öffnet die Tür für neuartige Messungen an einzelnen Nanopartikeln, Nanophasen und Nanoporen. Nur PeakForce SECM ermöglicht die gleichzeitige Erfassung topografischer, elektrochemischer, elektrischer und mechanischer Karten mit einer lateralen Auflösung im Nanometerbereich.

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Unbegrenzte Flexibilität zur Erweiterung Ihrer Forschung

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Jede Dimension XR-Konfiguration, die Sie für Ihre Forschung ausgewählt haben, ermöglicht das Hinzufügen zahlreicher zusätzlicher Funktionen, um Ihr System jetzt und in Zukunft auf Ihre besonderen Anwendungsanforderungen abzustimmen. In Kombination mit unseren vielen proprietären AFM-Techniken, -Modi und -Modiverbesserungen bieten die Dimension‑XR‑Systeme die einzigartigen Fähigkeiten, mit denen Sie Ihre Forschung im Nano-Bereich auf die nächste Ebene heben können.

 

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