微納力學(xué)測試與操縱系統(tǒng)

這款設(shè)備是2013年剛問世的新設(shè)備，是兼?zhèn)淞思{米壓痕和AFM的優(yōu)勢，也彌補(bǔ)了他們的劣勢。

進(jìn)入中國后，先后有清華大學(xué) 尤政院士組、雒建斌院士組各買了一套。綿陽9院、澳門大學(xué)、北理工、南京大學(xué)、浙理工、哈工大復(fù)材所、中北大學(xué)、鄭州航院、上海交大、淄博（MEMS）國高等都采購了。

在薄膜器件、MEMS、多層薄、單絲纖維等測試中有著獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢，可以完成很多之前沒有設(shè)備可以做到的實(shí)驗(yàn)。

FemtoTools微納力學(xué)測試與操縱系統(tǒng)FT-MTA02

一、FT-RS系列微納機(jī)械性能測試、操縱模塊

1）可以和任意探針臺、顯微鏡、SEM聯(lián)用

2）可以任意角度測量

3）可以做單點(diǎn)力學(xué)測試，也可以做mapping

4）可以測最小±5nN雙向力，最大量程可達(dá)±100mN

5）可以做微操縱（0-400μm）

6）頻率測試可達(dá)1Hz-8kHz

7）位移精度達(dá)1nm（帶光柵位移反饋，準(zhǔn)確記錄位移） 

二、應(yīng)用案例：

1）昆蟲翅膀形貌、剛度分布圖測試

2）活體昆蟲翅膀煽動頻率測試

3）執(zhí)行器正面、面內(nèi)的剛度測試、晶圓級批量測試

 4）微鏡的最大轉(zhuǎn)角、最大扭矩力、彈性系數(shù)測定

5）薄膜器件不同電壓下的剛度分布、形貌分布

6）單絲纖維拉伸、壓縮力測試

7）單細(xì)胞膜應(yīng)力測試

8）各種環(huán)境中的微操縱

技術(shù)參數(shù)：

一、Manipulation Unit（三維移動裝置）

1、Dimensions（尺寸）：L 105mm x W 103mm x H 87mm

2、Number of axes（可移動軸數(shù)量）：3軸

3、兩種移動模式：快速移動模式、掃描移動模式

4、快速移動模式步徑：50-500 nm；移動范圍：26 x 26 x 26 mm

5、掃描移動模式范圍：1500 nm；位移分辨率：1 nm；有效消除移動噪音

6、Maximum velocity（最大移動速率）：5 mm/s

7、帶有光學(xué)柵反饋系統(tǒng)，可準(zhǔn)確記錄位移量

8、可以和各品牌光學(xué)顯微鏡、探針臺等設(shè)備聯(lián)合使用

二、Tool Adapter Mount Set（頭部適配器）

 1、Linear adapter（延長機(jī)械臂）：25 mm、50 mm、75 mm各一個

 2、Angular adapter（角適配器）：15°、75°、30°、60°各一個；45°兩個

 3、Sensor head（適配頭）：一個 

三、Modular System Controller（控制箱）

 1、可以適配FT-S系列微力傳感器，精確讀出力反饋

 2、可以適配FT-G系列微鉗子，精確控制微鉗子開合

 3、控制三維移動裝置

 4、輸入輸出：2 x ±10 V 模擬輸入, 1 x 0-5 V 模擬輸出 (max.5mA), 4 x 數(shù)字輸入輸出,1 x 數(shù)字計(jì)數(shù)器/觸發(fā)器

 5、控制桿操作：硬件控制；軟件控制；電腦鍵盤控制

 6、具有傳感器保護(hù)模式：軸向傳感器碰撞保護(hù)，有效避免誤操作所可能的設(shè)備損壞 

四、Universal Measurement Stand（多功能測試顯微平臺）

1、可以放置FT-FS/RS系列設(shè)備、探針臺針座等

2、帶磁性吸附系統(tǒng)

v 3、提供一個分辨率在1.5μm的光學(xué)顯微鏡；高分辨的數(shù)字顯微鏡:300萬像素；視野：2.4mm×1.7mm；工作距離：40mm

v 4、提供300萬LED同軸顯微鏡光源（針對側(cè)面觀察使用）

5、樣品臺可以XY手動移動；移動范圍是25mm；移動分辨率是1μm

v 6、顯微鏡鏡筒可以從0-180°任意旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)步徑是15°

 

五、Microforce Sensing Probe（微力傳感器）

1、Force Range（力學(xué)量程）:最大可達(dá)±100mN

2、Resolution@10Hz（力學(xué)分辨率，10Hz下）:最小可達(dá)±5nN

3、Probe Shape Customization：Tungsten wire tips（可定制鎢絲針尖）：Attachment of sharp tungsten wire tips with a radius of ＜2μm.（鎢絲針尖曲率半徑＜2μm）
 

六、Microgripper（微鉗子）

v 1、Opening（開口范圍）：0-100μm

v 2、Driving Voltage（驅(qū)動電壓）：0-200V

v 3、Force Sensor（力感應(yīng)）：自帶力感應(yīng)，分辨率為50nN@10Hz

七、Software（軟件）

1、包含機(jī)械性能測試軟件、Labview可模塊化編程軟件

v 2、可以自動進(jìn)行：壓縮力、拉伸力和剪切力檢測；蠕變和循環(huán)測試等；

v 3、可以同時(shí)得到位移量和力學(xué)量

v 4、具備力學(xué)傳感器保護(hù)模式；測試過程也具有力學(xué)傳感器過載保護(hù)機(jī)制

v 5、可以控制三維移動裝置進(jìn)行精準(zhǔn)移動

6、可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)，保存為.txt或者.xls格式

v 7、整個測試過程可視化，包含一套和顯微鏡對接裝置，可以實(shí)時(shí)觀測測樣過程