2種類の励起レーザーを標準搭載、切り替え可能
原子間力顕微鏡(AFM)や走査型近接場光顕微鏡(SNOM)との組み合わせ可能

モジュラー型3D顕微レーザーラマン分光装置 Nanofinder FLEX2

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Tokyo Instruments Inc.
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モジュラー型3D顕微レーザーラマン分光装置 Nanofinder FLEX2 モジュラー型3D顕微レーザーラマン分光装置 Nanofinder FLEX2

概要

本装置は、Nanofinder FLEXの後継機です。コンパクト設計(設置面積は光学顕微鏡の1台分)やファイバー接続による装置配置の柔軟性はそのままに、2種類の励起レーザーの切り替えが簡単に出来るようになりました。

本装置では新たに「高空間分解能モード」と「高感度/高スループットモード」が追加され、分析内容に合わせて測定モードを切り替えることができます。
「高空間分解能モード」では、分解能は300nm以下、「高感度・高スループットモード」では最大40%の効率でラマン分析が行えます。

ラマン光学系ユニットは、標準的な正立型顕微鏡(モーターステージ、ピエゾステージ等が搭載されている)に取り付け可能です。また、弊社で独自開発されたグラナイトフレームの顕微鏡を使用することで、原子間力顕微鏡(AFM : atomic force microscope)や近接場光学顕微鏡(SNOM : scanning near-field optical microscope)との複合ラマン分析装置になります。その他、倒立型顕微鏡配置などにも対応します。

簡単操作を実現するスマートデザイン

ラマン光学系ユニット または、顕微鏡ユニットのスライダーを切り替えるだけで、「励起レーザー」や「測定モード」を選択できます。その際の光路調整は不要です。

構成図
スライダー式切替

省スペース

ファイバー接続(モジュールタイプ)のため光学定盤上で自由な配置が可能です。
省スペースでハイパフォーマンスのラマン分光装置を実現しました。

省スペース

用途

  • 有機物、薄膜、化合物半導体の分析・評価
  • リチウム(Li)イオン電池や太陽電池の分析・評価
  • 微小異物やカーボンナノチューブ(CNT)の分析・評価

ラマン分析測定データ

測定例1:シリコン(Si)デバイス

モジュラー型3D顕微レーザーラマン分光装置 Nanofinder FLEX2は、3次元ラマンイメージが高速に得られます。
ラマンマッピング速度は、3ms/point以上で、全てのマッピングポイントでスペクトルの保存が可能です。(3MHz ADCタイプのCCDを使用)

高速ラマンイメージ 532nm励起

3次元ラマンイメージ
532nm励起レーザー使用

Siウェハーのラマンスペクトル(露光時間0.05秒)

シリコン(Si)ウェハーの
ラマンスペクトル(露光時間0.05秒)

測定例2:多層グラフェン

下記は、532nmの励起レーザーを使用し、多層グラフェンにラマンイメージングを行ったデータです。

G-バンド強化(1582cm<sup>-1</sup>)

G-バンド強化(1582cm-1)

G-バンドピーク位置

G-バンドピーク位置

G-バンド FWHM

G-バンド FWHM

2D-バンド強度(2685 cm<sup>-1</sup>)

2D-バンド強度(2685 cm-1)

2D-バンドピーク位置

2D-バンドピーク位置

2D-バンド FWHM

2D-バンド FWHM

Sample courtesy of Prof. Dong Wang, Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences

測定例3:錠剤

下記は、785nmと532nmの励起レーザーを使用し、錠剤の表面と内部にラマン分析を行ったデータです。ラマンスペクトルを見ると532nm励起レーザーでは強い蛍光が表示されています。

ラマンスペクトル

錠剤表面

ラマンスペクトル

錠剤内部

下記は、785nmの励起レーザーを使用し、ラマンイメージングを行ったデータです。

ラマンイメージ470cm-1

470cm-1

ラマンイメージ1600cm-1

1600cm-1

ラインスキャンと応用例

ラインスキャンのオプションを付けると、試料のダメージを避けるためにパワー密度を抑えて、ライン状にレーザー光が照射されます。その状態でラマンスペクトルを同時に多点取得します。
「点測定モード」と「ラインスキャンモード」はスライダーにより簡単に切り替えられます。
このオプションが利用できるモデルは、本装置のNanofinder FLEX2とNanofinder FLEXです。

応用例1:リチウムイオン(Li-Ion)バッテリー

【測定条件】
レーザー強度: 1.7mW
ラマンマッピング点数: ~21,000点
露光時間: ~20分

LiCoO2(赤)とカーボン(青)の
ラマン強度イメージ(XY平面)

LiCoO2とカーボンのラマンスペクトル
(1x1um領域の平均値)

LiCoO2 (赤)とカーボン(青)の
ラマン強度イメージ(XZ断面)

試料:首都大学東京 都市環境学部 金村研究室提供

高速広域スキャンと応用例

高速広域スキャンのオプションを付けると、モーターステージを用いて、「ミリメートル」や「センチメートル」の広域領域のラマン分析が行えるようになります。一定速度の試料移動とデータ取得を同期させ、高速スキャンを行います。
ソフトウェアから「点測定モード」と「高速スキャン測定モード」を簡単に切り替えることができます。
高速広域スキャンは、すべてのNanofinderシリーズで使用できます。
高速広域スキャンとラインスキャンとの同時搭載はNanofinder FLEXとFLEX2で使用できます。

応用例1:テストグリッド

【測定条件】
測定範囲: 27.5mm×3.85mm
ラマンマッピング点数: 218,827 (2,751×77)
露光時間: 約25分 (~7.2ms/点)

応用例2:医薬錠剤

【測定条件】
測定範囲: 7.75mm×7.75mm
ラマンマッピング点数: 24,025(155×155)
露光時間: 50分 (~125ms/点)

アスピリン(青)と
パラセタモール(赤)の
ラマン強度イメージ

アスピリンとパラセタモールのラマンスペクトル
40xNA0.6, 露光時間: 1分

ラマン分光装置用EMCCD検出器 デモ機販売キャンペーン

当社の顕微レーザーラマン分光装置Nanofinder FLEXで使用していたEMCCD検出器のデモ機を、特別価格でご提供します。

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レーザーの数 2(標準セット532 nm、785 nm)
オプションレーザー波長: 355, 473, 488, 632.8, 830, 976 nm
2本の検出ファイバーコア -高分解能(HR)モード:50mコア
-高スループット(HT)モード:105mコア
その他のオプションもあります。
標準スキャナ - XYZピエゾステージ -100μm移動範囲
-位置の再現性:5nm
オプション:移動範囲の変更、ステップモータースキャナ、AFMスキャナ
レーザー 532 nm 785 nm
波数範囲(cm-1) 50~4000 40~3000
分解度a)(cm-1/pix) 1.3(at 546 nm) 0.49(at 812 nm)
スペクトル分解能a),b)FWHM,typ(max)(cm-1) <2(2.6)(at 546 nm) <0.75(1)(at 812 nm)
空間分解能b),c)X-Y(nm) <350 <500
空間分解能b),c)Z(nm) <900 <900

a) f=350 mmの分光計, 1800G/mmの回折格子, 30 μmのエントランススリット, 26μmのCCDピクセルの場合
b) 50μmコアファイバー ("高分解能" 共焦点モード)
c) 対物レンズ 100X NA=0.95使用時

サイズ FLEX2ラマンユニット付き顕微鏡設置面積
● オリンパス顕微鏡フレーム:270×380mm
● フリースペースグラナイトフレーム顕微鏡:390×580mm
標準350mm分光器 設置面積:510×395mm
消費電力:100V~15Aまたは220V~7.5A

拡張ソフトウェア

■ フルシステムコントロール、1-2-3Dデータ解析&視覚化
■ 全てのマッピングポイントにおけるフルラマンスペクトルの保存
■ 複数の検出器の同時読み出し
■ TV-CCDサンプルイメージ上のマッピングエリア選択
■ 高速スキャン
■ スペクトルの縫合
■ スループット補正
■ マクロスポットマッピング
■ イメージ蓄積
■ スペクトルフィッティング:5つまでのローレンツ/ガウス曲線
■ 1D, 2Dデータの逆重畳プロセス
■ AFMトポグラフィ、ラマンスペクトルの同時観測、TERS機能

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