Краткое описание рабочих площадей и систем технологического обеспечения лабораторной базы.

Оборудование располагается в учебно-лабораторных корпусах 3 и 4.

Учебно-научный комплекс Nanoeducator II установлен в научной лаборатории лазерной техники и технологии 107-3. Аудитория обеспечена системой кондиционирования воздуха.

Зондовая станция Интегра-Spectra Upright max и установка упорядоченного наноструктурирования объектов фемтосекундным излучением располагаются в аудитории 118-4 в специальной климатической камере. Материал потолка, стыки и швы герметичны и препятствуют попаданию пыли и влаги извне; допустимое значение влажности не более 60%, допустимые колебания температур в пределах 21÷ 24 °С. Климатическая камера оборудована приточно-вытяжной системой вентиляции, создающей избыточное давление в объеме камеры, системой вентиляции с воздушным фильтром, препятствующим попаданию пыли во внутреннее пространство камеры

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\Чистая комната\549930301.jpe

Сканирующая зондовая лаборатория Ntegra Aura располагается в лаборатории зондовой микроскопии 419-3. Аудитория обеспечена системой кондиционирования воздуха.

Микроскоп электронный сканирующий Quanta 200 3D располагается в лаборатории электронно-растровой микроскопии 104-3. Аудитория обеспечена системой кондиционирования воздуха.

Малоугловой рентгеновский дифрактометр SAXSess mc² располагается в аудитории 118-4. Рентгеновский дифрактометр Bruker D8 ADVANCE и Рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL ADVANT’X располагается в аудитории 108-4.

Фемтосекундная Ti:Sapphire лазерная система располагается в научной лаборатории фемтосекундной лазерной техники 419-3. Аудитория оборудована приточно-вытяжной системой вентиляции.

 

 

2. Перечень и краткие иллюстрированные описания специального оборудования и оборудования, введенного в эксплуатацию в 2012 г.

1. Учебно-научный комплекс Наноэдюкатор 2

2. Зондовая станция Интегра-Spectra Upright max

3. Сканирующая зондовая лаборатория Ntegra Aura

4. Микроскоп электронный сканирующий Quanta 200 3D

5. Малоугловой рентгеновский дифрактометр SAXSess mc²

6. Рентгеновский дифрактометр Bruker D8 ADVANCE

7. Рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL ADVANT’X

8. Установка упорядоченного наноструктурирования объектов фемтосекундным излучением

9. Фемтосекундная Ti:Sapphire лазерная система

 

 

 

1.     Учебно-научный комплекс Nanoeducator II

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\107_Наноэдюкатор\IMG_4620.JPG

Наноэдюкатор – это специальное оборудование для ведения проектной и исследовательской деятельности в рамках дополнительного образования. Комплекс оборудования используется для преподавания естественнонаучных дисциплин, междисциплинарного подхода, и для преподавания основ нанотехнологии, а так же для обучения и повышения квалификации работников образования субъектов РФ по соответствующим дисциплинам.

Высокое качество изображений достигается благодаря использованию:

 - сканера с большой площадью сканирования 100х100 мкм и низким уровнем шумов, с возможностью получения атомного разрешения в режимах СТМ и АСМ;

- программы обработки результатов и формирования отчетов, интегрированной в профессиональную версию;

- высокой стабильности системы после выхода на тепловой режим;

- высокоразрешающей оптики;

2. Зондовая станция Интегра-Spectra Upright max

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\NTEGRA Spectra\549931377.jpe

ИНТЕГРА Спектра в конфигурации с оптикой высокого разрешения позволяет в процессе сканирования проводить наблюдение участка образца непосредственно под зондом с разрешением 0.4 мкм. Оптическая измерительная головка обеспечивает получение оптического изображения высокого разрешения (0.4 мкм) поверхности исследуемого объекта, в том числе, и непосредственно под острием зонда, облучение светом видимого диапазона поверхности и сбор светового излучения образца из-под острия зонда. Кроме того, в сочетании со спектрометром прибор может функционировать как Конфокальный Рамановский микроскоп. Большое значение числовой апертуры использованного объектива (NA=0.7) обеспечивает возможность возбуждения светом поверхности образца под значительными углами падения. Это дает возможность сформировать под острием зонда световое пятно, обладающее значительной компонентой электрического поля, направленной нормально к поверхности. Такое поле оптимально для организации усиленных острием зонда оптических эффектов ближнего поля, таких как гигантское комбинационное рассеяние.

3.     Сканирующая зондовая лаборатория Ntegra Aura

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\Аура\IMG_4593.JPG

ИНТЕГРА Аура разработана для осуществления с помощью методов высокоточных АСМ, ЭСМ и МСМ измерений, а также измерений адгезионных сил в условиях контролируемой атмосферы или низкого вакуума. Вакуум, обеспечивающий десятикратное увеличение добротности колебаний кантилевера, достигается уже через 1 минуту после начала работы.

CTM/ АСМ (контактная + полуконтактная + бесконтактная) / Латерально-Силовая Микроскопия / Отображение Фазы /Модуляция Силы / Отображение Адгезионных Сил / МСМ/ ЭСМ/ Сканирующая Емкостная Микроскопия/  Метод Зонда Кельвина / Отображение Сопротивления Растекания /  Литография: АСМ (Силовая и Токовая), CTM

 

 

 

 

 

4.     Микроскоп электронный сканирующий Quanta 200 3D

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\РЭМ\549912763.JPG

Микроскоп Quanta 3D DualBeam® представляет собой комбинацию двух систем:

• растрового электронного микроскопа (РЭМ), дающего изображения разнообразных образцов в цифровой форме с увеличением более 100 000 крат

• фокусированного ионного пучка (ФИП), способного быстро и прецизионно удалить слой материала образца, обнажить структуры под поверхностным слоем, создать сечение, осадить слой материала и.т.п. Кроме того, ионный пучок, также как и электронный, может создать изображение с высоким разрешением.

Интеграция обоих систем в одном приборе образует мощный аналитический инструмент, способный анализировать самые разные образцы в трёхмерном пространстве. Переключение между двумя лучами позволяет иметь с одной стороны быструю и точную навигацию, а с другой - возможность прецизионного удаления слоёв материала.

5.     Малоугловой рентгеновский дифрактометр SAXSess mc²

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\SAXSess\DSC_0001.JPG

SAXSess mc² – малоугловой рентгеновский дифрактометр, предназначенный для характеристики структуры в нанометровом диапазоне. Система является идеальным инструментом для анализа наноструктур, присутствующих в различных видах образцов, от жидкостей (например, коллоиды, растворы белков) до твёрдых тел (например, полимерные плёнки, нанокомпозиты).

Уникальное сочетание современной оптики, фокусирующей рентгеновский пучок, с коллиматорным блоком высочайшего качества дают на выходе мощный монохроматический первичный рентгеновский пучок. Первичный пучок сфокусирован за анализируемым образцом, он позволяет быстро измерить профиль рассеяния даже от образцов с низкой контрастностью. Сигнал рассеяния детектируется 2D — чувствительной пластиной, обладающей широким линейным динамическим диапазоном. Конструкция прибора позволяет исследовать частицы размером до 40 нм (расстояние между слоями 80 нм).

6.     Рентгеновский дифрактометр Bruker D8 ADVANCE

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\D8 ADVANCE\DSC_0750.JPG

D8 ADVANCE – один из самых современных лабораторных дифрактометров, который позволяет решать практически весь комплекс существующих задач в области порошковой дифрактометрии. В приборе реализована принципиально новая концепция построения модульных систем, которая существенно упрощает процесс конфигурирования дифрактометра. Переход от геометрии Брегг-Брентано к параллельно-лучевой оптике происходит максимально быстро благодаря новой рентгенооптической TWIN-системе, в которой совмещены традиционные щели и зеркало Гёбеля, переключение между которыми происходит автоматически. Новая рентгеновская TWIST-трубка позволяет осуществлять переключение между точечным и линейным фокусом.

Дифрактометр D8 ADVANCE дает возможность проводить исследования материалов в различных условиях: охлаждть до температуры 10 К, нагревать до 2000оС, создавать условия с повышенной влажностью. При анализе в комнатных условиях специальные загрузчики образцов позволяют автоматизировать процесс измерения.

7.     Рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL ADVANT’X

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\ARL ADVANT`X\DSC_0778.JPG

Спектрометр ARL ADVANT’X используется для широкого круга задач: от мониторинга нескольких элементов в маслах, полимерах, цементе или горных породах до полного анализа стекла, металлов, руды, огнеупоров и геологических материалов. Преимуществами XRF анализа перед другими методами являются скорость, простая подготовка проб, хорошая стабильность и воспроизводимость анализов, а также широкий динамический диапазон измерений (от уровней ррм до 100%).

Сердцем спектрометров серии ARL ADVANT'X является универсальный «бесшестереночный» гониометр, использующий принцип муаровых полос и гарантирующий скорость, гибкость и надежность анализа за счет оригинальной системы позиционирования. С помощью гониометра можно выполнить количественный анализ любого элемента от Be до U при условии правильно подобранного кристалла.

8.                Установка упорядоченного наноструктурирования объектов фемтосекундным излучением

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\Установка упорядоченного наноструктурированного\DSC_0565.jpg

Характеристики выходного излучения

Излучение основной частоты

 

Центральная длина волны излучения

1029 ± 2 нм

Частота следования импульсов

10 кГц

Длительность импульса

< 300 фс

Энергия в импульсе (@ 10 кГц)

> 150 мкДж

Диаметр пучка (по уровню 1/е2)

4.5 мм

Стабильность энергии (rms)

< 1%

Поляризация

вертикальная

Режим прореживания импульсов по внутреннему/внешнему

сигналу

есть

Режим «импульс по запросу»

с запуском внешним TTL-сигналом

есть

9.     Фемтосекундная Ti:Sapphire лазерная система

C:\Users\CyRiiLL\Desktop\оборудование\Титан-сапфир\549918365.jpg

 

Характеристики лазерной системы

Частота повторения

1 кГц

Длительность импульса, λ= 800 нм

< 50 фс

Энергия в импульсе (@ 1 кГц), λ = 800 нм

> 1 мДж

Диаметр пучка (FWHM), λ = 800 нм

< 6 мм

Стабильность энергии, @ 1 кГц

< 1 %

 

 

Частота повторения

100 Гц

Длительность импульса, λ = 800 нм

< 50 фс

Энергия в импульсе (@ 100 Гц), λ = 800 нм

> 10 мДж

Диаметр пучка (FWHM), λ = 800 нм

< 10 мм

Стабильность энергии, @ 100 Гц

< 2 %

 

 

3. Перечень и краткие иллюстрированные описания наиболее значимой научно-технической и образовательной продукции и услуг.

1. NanoEducator II позволяет реализовать различные методы измерений туннельной и «полуконтактной» атомно-силовой микроскопий и может использоваться не только в учебных, но и в научных целях при исследованиях в области физики и технологии микро- и наноструктур, материаловедения, катализа, физики и химии полимеров, трибологии, цитологии и т. п.

2. С помощью зондовой станции Интегра-Spectra Upright max можно проводить:

- более 30 АСМ методов для измерения рельефа поверхности, механических, электрических, магнитных свойств образца, проведения наноманипуляций и пр;

- оптическую микроскопию и конфокальную лазерную (Рэлеевская) микроскопию, конфокальная КР микроскопия;

- конфокальный флуоресцентный анализ: изображение и спектроскопия;

- зондово-усиленная КР / флуоресцентная спектроскопия.

3. С помощью сканирующей зондовой лаборатории Ntegra Aura можно проводить:

- слаботочные СТМ измерения;

- электрические и магнитные методики: Отображение сопротивления растекания;

- метод зонда Кельвина, МСМ, ЭСМ и др;

- электрохимические АСМ и СТМ измерения.

4. С помощью электронного сканирующий микроскоп Quanta 200 3D можно проводить:

- топографический анализ поверхностей металлических и полупроводниковых материалов, пространственной характеризации материалов, энергодисперсионного анализа (EDS) и анализа структуры и текстуры кристаллических материалов методом дифракции отраженных электронов (EBSD).

5. С помощью малоуглового рентгеновского дифрактометра SAXSess mc² можно исследовать:

- размер частиц взвешенных нанопорошков;

- катализаторы (определение поверхности на единицу объёма);

- бетон, каменный уголь и другие аморфные твёрдые тела;

- форма частиц;

- внутренняя структура частиц;

- отношение величины поверхности к объему, пористость;

- молекулярный вес, число агрегации;

- степень кристалличности;

- распределение частиц по размерам и др.

6. С помощью дифрактометра D8 Advance можно проводить:

- качественный и количественный анализ кристаллических фаз;

- определение размеров кристаллитов;

- анализ температурных изменений кристаллических фаз;

- анализ микронапряжений.

7. С помощью спектрометра ARL ADVANT’X можно проводить

- элементный анализ от Be до U (от ppb до 100%) образцов в виде металлов, прессованного и свободного порошка, стёкол и жидких проб;

- анализ масел, полимеров, цемента, горных пород, стёкол, металлов, руд, огнеупоров, геологических материалов.

8. С помощью установки упорядоченного наноструктурирования объектов фемтосекундным излучением можно проводить:

- наноструктурирование объектов фемтосекундным лазерным излучением;

- осаждение тонкопленочных покрытий;

- микроструктуририрование (перфорирование, пробивка отверстий) поверхностей лазерным излучением;

- запись оптических волноводных структур

9. С помощью фемтосекундной Ti:Sapphire лазерной системы можно проводить:

- осаждение тонкопленочных покрытий;

- микроструктуририрование (перфорирование, пробивка отверстий) поверхностей лазерным излучением;

- запись оптических волноводных структур