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2013年，随着blueDrive的引入，牛津仪器研究所率先在商用AFMs中引入光热激发bob平台下载手机版。在安装了数百个blueDrive AFM系统的基础上，没有人比Asylum Research和我们的客户更了解光热激发的优点。
无论你的研究领域或行业可能是什么，blueDrive使所有的敲击模式技术更简单，更稳定，更准确。本页描述blueDrive光热激发、其功能和优点。
从AFM专家处获取信息轻拍模式是目前使用最多的AFM成像模式。这是因为它提供了最高的分辨率，最快的结果，它对样品是温和的，它不仅可以测量地形，还可以测量样品的机械，电气和磁性。但并非所有的点击模式实现都是相同的。Asylum公司的blueDrive激励技术使用激光直接激发悬臂共振，使敲击模式更简单、更稳定、更定量。
蓝色驱动激光器(蓝色)和探测激光器(红色)放置在悬臂上的示意图。
这个动画展示了调制blueDrive激光器如何导致悬臂偏转。
大多数AFMs在悬臂附近放置一个压电元件，用它来机械驱动悬臂振荡，这是敲敲模式所需要的，一种被称为压电声激励的技术。虽然这种方法通常因设计简单而受到青睐，但得到的响应远非理想。压电振动整个AFM，激发假的机械共振耦合到悬臂响应中，形成“峰的森林”。其后果远不止是一个丑陋的悬臂调。压电激励使得攻丝模式的设置更加困难，使得保持稳定的高分辨率成像更加困难，并且干扰了对悬臂振荡的定量分析，而这是纳米机械和纳米电成像模式所需要的。
Asylum公司的blueDrive光热激发技术用聚焦在悬臂底部的激光取代了轻拍压电。它的功率被调制到所需的驱动频率，激发悬臂振荡光热。因为它只与悬臂相互作用，没有激发其他共振。结果是一个异常干净和稳定的悬臂响应，几乎完全符合预测的理论响应，无论在空气中还是在液体中工作。没有其他的点击模式实现可以相比。
采用blueDrive光热激发和Cypher S AFM轻拍模式，在云母上沉积由50:50的DOPC和DPPC组成的脂质双分子层，并在水中成像。图像大小为3 μ m。
原子力显微镜的最大优点之一是样品和过程可以在各种各样的环境中可视化。对于生物样品，这通常意味着在水或水溶液缓冲溶液中成像。但是在液体中成像一直是轻拍模式AFM最具挑战性的用例之一。悬臂调谐不仅因为“峰的森林”而变得复杂，而且它也很难实现和保持稳定的高分辨率成像。
在液体环境中使用blueDrive光热激发的好处是巨大的。blueDrive直接激发的只是悬臂，所以在液体中的悬臂共振峰只是一个干净，清晰，容易调整，就像你在空气中看到的。不仅如此，即使液体被灌注或温度发生变化，反应也能保持稳定好几个小时。这使得保持稳定的高分辨率成像变得简单。
DNA分子在云母上，缓冲液中。使用blueDrive在Jupiter XR上点击模式获得。图像尺寸:500nm。
DNA分子在云母上，缓冲液中。红色箭头显示的是DNA螺旋三匝之间的间隔;绿色和金色箭头分别表示主槽和小槽。在Cypher ES上使用blueDrive的轻敲模式中获得。图像尺寸:65纳米。
捕捉纳米尺度的动态过程可能很困难，因为成像需要长时间保持稳定，有时在包括温度变化和流体灌注在内的具有挑战性的条件下。与压电声激励产生的峰的移动森林不同，光热驱动响应随时间保持恒定，而不考虑流体体积和温度的变化。这使得在整个实验过程中都能不间断成像，即使是在持续的流体灌注过程中，如下面的方解石螺钉错位实验所示。
研究电池材料和其他电化学过程是另一种情况，实验是在困难的条件下进行的，如液体体积的变化。将blueDrive与电化学电池相结合，使AFM成为实时监测电化学驱动过程的有价值的工具。的示例原位在Cypher ES AFM上监测铜晶体生长。晶体首先从硫酸铜的酸性水溶液中沉积下来，然后通过改变金电极的电位来剥离。
小悬臂是高速AFM必不可少的。但同样的特性，使扫描速度更快和噪音更低，即它们非常高的共振频率，也使它们更难用压电声激励驱动。曲调更有可能出现严重的失真和高度的时间变化，使设置和稳定操作更加复杂。
相比之下，blueDrive光热激发在高频下提供干净、稳定的响应，使视频速率成像更加简单。在液体中，即使在灌注实验中，响应也随着时间的推移而保持恒定。这有助于实现广泛的视频速率AFM实验，例如下面介绍的:生物分子反应，分子自组装，表面活性剂薄膜中的动力学。
最近开发了几种涉及动力学模式的技术，用于绘制弹性和粘弹性特性。尽管压电声激励通常足以在空气中进行基本成像，但在纳米机械成像中却存在较大问题。即使在空气中，压电声激励下的悬臂响应也包含共振上和共振下的畸变。一个不够平坦的驱动响应使得很难评估悬臂响应的变化是由于样品特性还是驱动器伪象。这可能导致基于模型的定量分析的结果出现错误，并产生跟踪不稳定性。然而，使用光热激发，悬臂响应拥有一个近乎完美的共振峰，否则在频率上是平坦的。因此，测量结果与理论预测更接近，从而减少了模量计算的不确定性，提高了精度。
多层聚合物复合材料的纳米力学图。弹性模量测量显示在地形图像上:聚对苯二甲酸乙二醇酯(绿色)、聚乙烯(蓝色)和乙烯乙烯醇(黄色)。在Cypher S上使用blueDrive在AM-FM粘弹性映射模式下获取。图像尺寸:9 μm。
弹性模量覆盖在由聚乙烯(最暗)，聚丙烯(基质)和聚苯乙烯(最亮)组成的聚合物共混样品的地形。获得了在AM-FM粘弹性映射模式在木星XR上使用blueDrive图像尺寸:25 μm。
使用压电驱动(红色)和蓝色驱动(蓝色)的悬臂梁振幅稳定性随时间的比较。在Cypher AFM上进行，2小时实验。
稳定成像不仅对视频速率AFM和其他动态过程的例子很重要。如果悬臂振荡振幅随时间漂移，则很可能对尖端、样品或两者造成损伤。不幸的是，这种漂移可以被成像反馈回路所掩盖，直到损伤已经发生。许多成像分辨率差或结果不一致的情况可能归因于使用压电声激励的轻叩模式的稳定性差。
由blueDrive提供的直接激励在悬臂响应中高度免疫漂移，如图所示。当使用压电激励时，轻微的温度变化或流体体积的变化会引起振幅响应随时间的变化。然而，即使在流体加热和流体灌注过程中，blueDrive也能保持振幅稳定，无需任何用户调整就能保持高质量成像。
由于悬臂幅值在整个实验过程中保持稳定，成像力保持恒定，从而保持尖端锐度和样品完整性。成像在延长的时间内是稳定的，不需要重新调整振幅设定值，如云母和硅片表面粗糙度数据的原子分辨率数据所示。
本应用笔记着重于演示blueDrive光热激发的关键好处的例子，如简化控制，对尖端和样品温和的稳定操作，改进纳米机械AFM测量的定量结果。
下载应用笔记以了解:
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看看blueDrive如何提高你的研究
blueDrive可在Cypher AFM家族和Jupiter XR AFM平台上使用。它包含在所有Jupiter XR和Cypher VRS1250系统中，并可作为Cypher S和Cypher ES系统的新和现有系统的一个选项。
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