微纳力学测试与操纵系统
这款设备是2013年刚问世的新设备,是兼备了纳米压痕和AFM的优势,也弥补了他们的劣势。
进入中国后,先后有清华大学 尤政院士组、雒建斌院士组各买了一套。绵阳9院、澳门大学、北理工、南京大学、浙理工、哈工大复材所、中北大学、郑州航院、上海交大、淄博(MEMS)国高等都采购了。
在薄膜器件、MEMS、多层薄、单丝纤维等测试中有着独有的技术优势,可以完成很多之前没有设备可以做到的实验。
FemtoTools微纳力学测试与操纵系统FT-MTA02
一、FT-RS系列微纳机械性能测试、操纵模块
1)可以和任意探针台、显微镜、SEM联用
2)可以任意角度测量
3)可以做单点力学测试,也可以做mapping
4)可以测最小±5nN双向力,最大量程可达±100mN
5)可以做微操纵(0-400μm)
6)频率测试可达1Hz-8kHz
7)位移精度达1nm(带光栅位移反馈,准确记录位移)
二、应用案例:
1)昆虫翅膀形貌、刚度分布图测试
2)活体昆虫翅膀煽动频率测试
3)执行器正面、面内的刚度测试、晶圆级批量测试
4)微镜的最大转角、最大扭矩力、弹性系数测定
5)薄膜器件不同电压下的刚度分布、形貌分布
6)单丝纤维拉伸、压缩力测试
7)单细胞膜应力测试
8)各种环境中的微操纵
技术参数:
一、Manipulation Unit(三维移动装置)
1、Dimensions(尺寸):L 105mm x W 103mm x H 87mm
2、Number of axes(可移动轴数量):3轴
3、两种移动模式:快速移动模式、扫描移动模式
4、快速移动模式步径:50-500 nm;移动范围:26 x 26 x 26 mm
5、扫描移动模式范围:1500 nm;位移分辨率:1 nm;有效消除移动噪音
6、Maximum velocity(最大移动速率):5 mm/s
7、带有光学栅反馈系统,可准确记录位移量
8、可以和各品牌光学显微镜、探针台等设备联合使用
二、Tool Adapter Mount Set(头部适配器)
1、Linear adapter(延长机械臂):25 mm、50 mm、75 mm各一个
2、Angular adapter(角适配器):15°、75°、30°、60°各一个;45°两个
3、Sensor head(适配头):一个
三、Modular System Controller(控制箱)
1、可以适配FT-S系列微力传感器,精确读出力反馈
2、可以适配FT-G系列微钳子,精确控制微钳子开合
3、控制三维移动装置
4、输入输出:2 x ±10 V 模拟输入, 1 x 0-5 V 模拟输出 (max.5mA), 4 x 数字输入输出,1 x 数字计数器/触发器
5、控制杆操作:硬件控制;软件控制;电脑键盘控制
6、具有传感器保护模式:轴向传感器碰撞保护,有效避免误操作所可能的设备损坏
四、Universal Measurement Stand(多功能测试显微平台)
1、可以放置FT-FS/RS系列设备、探针台针座等
2、带磁性吸附系统
v 3、提供一个分辨率在1.5μm的光学显微镜;高分辨的数字显微镜:300万像素;视野:2.4mm×1.7mm;工作距离:40mm
v 4、提供300万LED同轴显微镜光源(针对侧面观察使用)
5、样品台可以XY手动移动;移动范围是25mm;移动分辨率是1μm
v 6、显微镜镜筒可以从0-180°任意旋转,旋转步径是15°
五、Microforce Sensing Probe(微力传感器)
1、Force Range(力学量程):最大可达±100mN
2、Resolution@10Hz(力学分辨率,10Hz下):最小可达±5nN
3、Probe Shape Customization:Tungsten wire tips(可定制钨丝针尖):Attachment of sharp tungsten wire tips with a radius of <2μm.(钨丝针尖曲率半径<2μm)
六、Microgripper(微钳子)
v 1、Opening(开口范围):0-100μm
v 2、Driving Voltage(驱动电压):0-200V
v 3、Force Sensor(力感应):自带力感应,分辨率为50nN@10Hz
七、Software(软件)
1、包含机械性能测试软件、Labview可模块化编程软件
v 2、可以自动进行:压缩力、拉伸力和剪切力检测;蠕变和循环测试等;
v 3、可以同时得到位移量和力学量
v 4、具备力学传感器保护模式;测试过程也具有力学传感器过载保护机制
v 5、可以控制三维移动装置进行精准移动
6、可以导出数据,保存为.txt或者.xls格式
v 7、整个测试过程可视化,包含一套和显微镜对接装置,可以实时观测测样过程