НаноЛаборатория ИНТЕГРА Спектра — это первая в мире интеграция атомно-силового микроскопа (АСМ) с конфокальной КР /флуоресцентной микроскопией и спектроскопией.

Одновременные исследования методами АСМ и конфокальной КР микроскопии / флуоресцентного анализа.

ИНТЕГРА Спектра поддерживает большинство существующих на сегодняшний день АСМ методов (более 30), позволяющих проводить исследования с нанометровым разрешением. Использование совокупности этих методов предоставляет полную информацию о многочисленных поверхностных свойствах образца, таких как: рельеф, намагниченность, электрический потенциал и работа выхода, сила трения, пьезоотклик, упругость, емкость, ток растекания и многие другие.
Возможность одновременного с АСМ исследования одного и того же участка образца с применением методов конфокальной КР спектроскопии и флуоресцентного анализа позволяет получить данные о химическом составе, кристаллической структуре и ее ориентации, присутствии примесей и дефектов, формы макромолекул и пр.
ИНТЕГРА Спектра позволяет проводить измерения на базе прямого и инвертированного оптических микроскопов. Образец может быть помещен в контролируемую атмосферу или в жидкую среду при изменяемой температуре.
Полный спектр КР/флуоресценции регистрируется в каждой точке исследуемого образца с последующей программной обработкой одновременно с получением АСМ изображения. Благодаря высокому качеству оптической системы двух- и трехмерные распределения спектральных характеристик образца могут быть изучены с пространственным разрешением, близким к теоретическому пределу.

Спектроскопия на молекулярном уровне.

Основными проблемами при проведении исследований с помощью КР микроскопии являются малая величина сигнала КР и дифракционный предел пространственного разрешения.
Сигнал КР, как правило, составляет 1/1000000 интенсивности сигнала флуоресценции. При использовании видимого света разрешение в классической конфокальной микроскопии приблизительно равно 200 нм.
Новым словом в КР микроскопии стало открытие интересного феномена: интенсивность электромагнитного поля (света) может быть значительно увеличена вблизи наноразмерных металлических выступов («наноантенн»), что приводит к соответствующему усилению сигнала КР от объектов в радиусе ~15 нм около кончика наноантенны. Этот эффект получил название гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР), на основе которого разработаны методы поверхностно-усиленной КР спектроскопии (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) и зондово-усиленной КР спектроскопии (Tip-Enhanced Raman Spectroscopy, TERS).
С помощью специально подготовленного АСМ зонда ИНТЕГРА Спектра позволяет на несколько порядков увеличить значение интенсивности сигнала КР в радиусе 10–20 нм около кончика зонда (эффект ГКР). Таким образом, разрешение по плоскости при картировании КР (TERS) и флуоресценции не ограничено дифракционным пределом и может достигать значений меньше, чем 15 нм.
Даже одиночные молекулы могут быть обнаружены и идентифицированы в соответствии с их спектром.

Методики:

• Более 30 АСМ методов для измерения рельефа поверхности, механических, электрических, магнитных свойств образца, проведения наноманипуляций и пр.
• Оптическая микроскопия и конфокальная лазерная (Рэлеевская) микроскопия
• Конфокальная КР-микроскопия
• Конфокальный флуоресцентный анализ: изображение и спектроскопия
• Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия (СБОМ), в том числе безапертурная
• Локальное усиление комбинационного рассеяния и флуоресценции (TERS, TEFS)

Контролируемые условия измерений:

• Температура образца
• Влажность
• Газовый состав
• Измерения в жидкости
• Внешнее магнитное поле
• Использование электрохимической ячейки

Применение:

• Исследование графена, углеродных нанотрубок и других других углеродных материалов
• Полупроводники
• Нанотрубки, нанопроволоки, квантовые точки и другие наноматериалы
• Полимеры
• Определение характеристик оптических устройств: полупроводниковые лазеры, оптоволокно, волноводы, устройства плазмоники
• Исследования клеточной ткани, ДНК, вирусов и других биологических объектов
• Контроль химических реакций