应用领域
- 材料科学：用于研究材料的电学、磁学和力学性能。
- 聚合物与有机薄膜
- 生物学 / 生物技术
- 纳米材料 / 纳米结构
- 纳米加工 / 纳米操纵
通用款扫描探针显微镜，可实现 40 多种原子力显微镜和隧道显微镜测量模式。基础型号能够方便地与多种分析设备联用，大幅扩展其功能，构建更强大的测量系统。
NTEGRA Prima 是一款专为扫描探针显微镜领域典型实验任务而设计的多功能设备。该设备能执行 40 多种测量技术，可对物理和化学性质进行精确、高分辨率的分析。这款显微镜功能多样、测试能力出色，操作便捷。NTEGRA Prima 可在不同环境（空气、液体和可控环境）下，对样品进行原子和分子层面的检测。仪器简便的模块化设计，使得用户能够根据特定应用和研究方法的需要，独特而灵活地进行配置。
NTEGRA Prima 提供多种扫描方式：样品扫描、探针扫描，以及探针和样品同时扫描的独特“双扫描模式”。样品扫描由集成在底座中的可更换扫描管实现，适用于小样品和超高分辨率检测。
探针扫描由扫描头完成。这种扫描方式的优势在于扫描范围大（可达 100×100×10μm），可检测大尺寸样品（直径最大达 100mm）。此外，此类测量头还能作为户外测量设备使用，从而完全不限制所测目标物品的尺寸。独特的双扫描模式能将扫描范围扩展至 200×200×20μm，此种大量程范围对于活细胞或微机电系统（MEMS）组件的研究很有帮助。
内置的三轴闭环控制传感器，可追踪扫描管的实际位移，并补偿压电陶瓷器件的非线性、蠕变和迟滞等硬件缺陷。传感器噪声水平低，在微区扫描时仍能够进行闭环控制操作。这在纳米操纵 / 纳米刻蚀以及极小样品测量中尤为重要。
集成的光学视频系统符合人体工程学设计，使用方便，辅助观察的光学分辨率达 1μm，可实现扫描过程的实时可视化。仪器前面板配有液晶显示屏，在仪器运行时显示温度和相对湿度信息。
在空气和液体环境中：原子力显微镜（接触模式 + 半接触模式 + 非接触模式）/ 横向力显微镜 / 相位成像 / 力调制 / 粘附力成像 / 刻蚀：原子力显微镜（力模式）
仅在空气中：扫描隧道显微镜 / 磁力显微镜 / 静电力显微镜 / 扫描电容显微镜 / 开尔文探针显微镜 / 扩散电阻成像 / 压电响应力显微镜 / 刻蚀：原子力显微镜（电流、电压模式）
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PMN-PT单晶。图像尺寸：10×10μm 法向压电响应力显微镜成像，相位检测 |
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PMN-PT单晶。图像尺寸：10×10μm ±10V电压区域极化后的法向压电响应力显微镜成像，相位检测 |
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表面涂覆有阳离子聚乙烯亚胺的阴离子硫代杯芳烃 AFM半接触模式。扫描范围：30x30µm Dr. Botnar, Novikov, ITMO。发表于Langmuir – 2024 |
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Si:Er沉积后的SOI衬底。扫描范围：70x70µm Dr. Shaleev, IPM. |
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硅表面的单层台阶。扫描尺寸：5×5μm 图片来源：弗吉尼亚大学的杰瑞・弗洛罗博士 |
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在高定向热解石墨（HOPG）上的平行半圆柱形胶束 扫描尺寸：200×200nm 图片来源：威廉玛丽学院的施佩普博士 |
| 扫描类型 | 样品扫描 | 探针扫描 * | |
| 样品尺寸 | 直径40mm以内 | 直径 100mm以内 | |
| 厚度15mm以内 | |||
| 样品重量 | 重量 100g以下 | 重量 300g以下 | |
| 样品 XY 定位范围 | 5×5 mm | ||
| 定位分辨率 | 5 µm | ||
| 扫描范围 | 100x100x10 µm | ||
| 双扫描模式下可达 200×200×20μm | |||
| XY 非线性度 （带闭环传感器） |
≤ 0.1% | ≤ 0.15% | |
| Z 轴噪声水平 （1000Hz 带宽内的均方根值） |
带传感器 | 典型值 0.04nm， ≤0.06nm |
典型值 0.06nm， ≤0.07nm |
| 无传感器 | 0.03 nm | 0.05 nm | |
| 光学观察系统 | 光学分辨率 | 1 µm | 3 µm |
| 最小视场 | 0.4-0.3 mm | 0.5-0.4 mm | |
| 最大视场 | 4.9-3.7 mm | 6.5-4.9 mm | |
| 连续变焦 | 有 | ||
| 隔振 ** | 主动 | 0.6-200 Hz | |
| 被动 | > 200 Hz | ||
* 扫描头可配置为独立设备，用于测量尺寸不限的样品。
** 可选配置。
Prima 集成了扫描探针显微镜（SPM）、力谱和刻蚀领域常用的 40 多种技术。因此，Prima 是一款理想的 SPM 工具，可用于以最高精度深入研究样品的物理和化学性质，并进行高分辨率扫描。
集成的光学观察系统光学分辨率高达 1μm，可实现对针尖的定位和测量过程的实时监控。NTEGRA Prima 系统支持各类样品所需的所有扫描类型，可进行样品扫描、探针扫描，还可以通过独特的“双扫描模式”同时控制针尖与样品扫描，此时扫描范围将扩展至 XY方向 200μm， Z方向20μm。
Prima 在所有轴（X、Y、Z）上均内置闭环电容式传感器。这些传感器可测量扫描仪的实际位移，并以极低的噪声水平补偿压电陶瓷的硬件缺陷，包括非线性、迟滞和蠕变。这使得在微区进行闭环控制成为可能，是实现具有完美精度和线性度的精确刻蚀所必需的。
NTEGRA Nanolab 采用开放的硬件和软件架构设计。这允许使用简单的即插即用方法，在仪器中使用各种兼容的组件和配件。由于采用模块化结构，可轻松更改或扩展基础原子力显微镜的功能。这种设计为根据特定应用和研究技术配置仪器提供了独特的能力。
得益于其开放的架构，NTEGRA Prima 的功能可大幅扩展。模块化设计使系统能够添加外部磁场测量、变温实验、近场光学显微镜、拉曼光谱等多种选项。