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随着2013年blueDrive的引入，牛津仪器庇护研究所率先在商用AFMs中引入了光热bob平台下载手机版激发。凭借数百台blueDrive AFM系统的安装基础，没有人比Asylum Research和我们的客户更了解光热激发的优势。
无论您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。本页介绍blueDrive光热激发、其功能和优点。
从AFM专家那里获取信息敲击模式是目前最常用的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，它不仅可以测量样品的地形，而且还可以测量样品的机械，电气和磁性能。但敲击模式的实现并非都是一样的。Asylum的blueDrive激发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。
蓝驱激光器(蓝色)和探测激光器(红色)放置在悬臂上的示意图表示。
这个动画展示了如何调制蓝驱动器激光导致悬臂偏转。
大多数AFMs在悬臂附近放置一个压电，并用它来机械地驱动悬臂振荡，这是轻敲模式所需要的，一种称为压电声激发的技术。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，激发出假的机械共振，耦合到悬臂响应中，产生“峰林”。其后果远远不止是一个丑陋的悬臂调。压电激励使攻丝模式更难设置，使其更难保持稳定的高分辨率成像，并干扰了对悬臂振荡的定量分析，这是纳米机械和纳米电成像模式所需要的。
Asylum的blueDrive光热激发技术用聚焦在悬臂底部的激光取代了敲击压电。它的功率被调制到所需的驱动频率，以光热方式激发悬臂振荡。因为它只与悬臂相互作用，没有其他共振被激发。结果是一个异常干净和稳定的悬臂响应，与预测的理论响应几乎完全匹配，无论是在空气中还是在液体中。没有其他敲击模式的实现可以与之相比。
由50:50 DOPC和DPPC组成的脂质双分子层沉积在云母上，并在Cypher S AFM上使用blueDrive光热激发和敲击模式在水中成像。图像大小3µm。
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。但在液体中成像一直是敲击模式AFM最具挑战性的用例之一。悬臂调节不仅因为“山峰森林”而变得复杂，而且还很难实现和维持稳定的高分辨率成像。
在液体环境中使用blueDrive光热激励的好处是巨大的。blueDrive直接激发的只是悬臂，所以悬臂共振峰在液体中只是一个干净，清晰，容易调谐，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，反应也能保持几个小时的稳定。这使得保持稳定的高分辨率成像变得简单。
云母上的DNA分子，在缓冲液中。在木星XR上使用blueDrive在敲击模式下获得。图像尺寸:500nm。
云母上的DNA分子，在缓冲液中。红色箭头表示DNA螺旋三匝之间的间距;绿色和金色箭头分别表示主要和次要凹槽。在Cypher ES上使用blueDrive的敲击模式中获得。图像尺寸:65nm。
捕获纳米级动态过程可能很困难，因为成像需要长时间保持稳定，有时需要在具有挑战性的条件下，包括温度变化和流体灌注。与压声激励产生的峰的移动森林不同，光热驱动响应与流体体积和温度变化无关，随时间保持恒定。这使得在整个实验过程中，即使是在连续的流体灌注过程中，也能实现不间断成像，如下面的方解石螺钉位错实验所示。
研究电池材料和其他电化学过程是在液体体积变化等困难条件下进行实验的另一种情况。将blueDrive与电化学单元相结合，使AFM成为实时监测电化学驱动过程的有价值的工具。下图显示了一个示例原位在Cypher ES AFM上监测铜晶体生长。晶体首先从酸性硫酸铜水溶液中沉积下来，然后通过改变金电极的电位将其剥离。
小悬臂对高速AFM至关重要。但是，使扫描速度更快、噪音更低的相同特性，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。曲调更有可能表现出严重的扭曲，并且在时间上变化很大，使得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，响应也随时间保持不变。这有助于实现广泛的视频速率AFM实验，例如下面的特征:生物分子反应，分子自组装，和表面活性剂薄膜中的动力学。
最近开发了几种涉及动态模态的技术来映射弹性和粘弹性性质。虽然压声激励通常足以用于空气中的基本成像，但对于纳米力学绘图来说，它是一个更大的问题。即使在空气中，压电声激励的悬臂响应也包含共振上和非共振畸变。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本特性还是驱动伪影。这可能导致基于模型的定量分析结果出现错误，并产生跟踪不稳定性。然而，使用光热激励，悬臂响应具有一个几乎完美的共振峰，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)，乙烯乙烯醇(黄色)。在Cypher S上使用blueDrive在AM-FM粘弹性映射模式中获得。图像尺寸:9 μm。
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上的弹性模量叠加。获得了在粘弹性映射模式在Jupiter XR上使用blueDrive图像尺寸:25 μm。
使用压电驱动器(红色)和blueDrive(蓝色)的悬臂振幅稳定性随时间的比较。在Cypher AFM上进行，2小时的实验。
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，尖端、样品或两者都可能发生损伤。不幸的是，这种漂移可能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是由于使用压电声激励的攻丝模式稳定性差。
由blueDrive提供的直接激励对悬臂响应中的漂移高度免疫，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导致振幅响应随时间变化。然而，即使在流体加热和流体灌注期间，blueDrive也能保持振幅稳定，无需任何用户调整即可保持高质量成像。
由于悬臂振幅在整个实验过程中保持稳定，成像力保持恒定，从而保持尖端的锐度和样品的完整性。成像在较长时间内稳定，无需重新调整振幅设定值，如下所示云母和硅片表面粗糙度数据的原子分辨率数据所示。
本应用说明重点介绍了演示blueDrive光热激发关键优点的示例，如简化控制，对尖端和样品温和的稳定操作，以及改进的纳米机械AFM测量的定量结果。
下载应用说明了解:
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blueDrive可用于Cypher AFM家族和Jupiter XR AFM平台。它包含在所有Jupiter XR和Cypher VRS1250系统中，并可作为Cypher S和Cypher ES系统的新系统和现有系统的选项。
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