扫描探针显微镜控制器-R9plus

扫描探针显微镜控制器-R9plus

继美国RHK Technology公司推出的革命性扫描探针显微镜控制平台R9取得极大成功之后,

其研发团队通过升级其软硬件和功能隆重发布了R9plus控制器。


相比于R9控制器,R9plus性能提升主要包括: 


> 全新的FPGA固件构架极大地提高了配置灵活性

> 对于高级测量提供了60多个可用的数据通道

> 数据流和扫描速度均提高5倍

> 优化的高压输出电路板,噪声水平降低到R9控制器的1/4

> 两个扫描探针控制系统

> 可设置任意密度的网格点进行图谱测量

R9plus扫描探针显微镜控制器产品特点


极低噪音与超高稳定性!


单箱集成所有输入、输出及控制模块

R9plus更低的噪声水平


极低噪声,超高速度和精度的数模转换接口


线性电源提供极低噪声密度




开放性与灵活性极高!


HDLTM软件界面

R9扫描探针显微镜控制平台采用了RHK独有的IHDLTM图像化硬件描述与编辑软件,

通过简单的“拖放”操作,即可完成对硬件和实验的所有设置。

同时IHDLTM全面兼容LabVIE和MATLAB,为实验的设计提供了无限的可能。

 

特制的硬件系统

采用RHK特制的且优化设计的硬件模块,

利用RHK UltraDAC技术以极低的噪音水平对所有的信号进行数字化运算和处理。
硬件模块包括:PLLs, lock-ins, filters, amplifiers, phase shifters, counters等。

 

强大而优异的功能

将所有SPM的功能模式集中到一起,通过

软件即可快捷的对硬件系统进行重新定义。

无需外界模块和设备可实现包括STM、dI/dV隧道谱、接触式&非接触式AFM、

导电AFM、开尔文探针显微镜KFM、SNOM等功能。

兼容所有商业化的STM/AFM系统,并实现对他们的全面控制。



功能强大,性能可靠!



> 支持所有的扫描探针显微镜操作模式,

    包括:STM、dI/dV谱、接触式和导电式AFM、非接触式AFM、开尔文探针KFM等。

    不需要添加任何外置设备;

> 支持音叉式和微悬臂式AFM;

> 支持所有非接触式AFM模式 -- PLL、Lock-in、Self Oscillation。

    接触式AFM模式 - Constant Excitation、Constant Signal和Q-control等。

    采用全数字式Phase Shifter,保证了系统的稳定性;

> PLL和Multiple Lock-in通道一起使用,可以同时采集多个谐频信号;

> SNOM:多个高速输入通道可以同时对表面成像,并采集光学信号(模拟或脉冲计数);

> KFM:无需添加任何外置的设备,即可完成KFM实验;

> 全面兼容LabVIEW和MATLAB等语言与程序。

R9plus扫描探针显微镜控制器基本参数


内置偏压调制

直接调制输出偏压数模转换器,

输出信号小至10 μV,调制频率高达10MHz

Z位置调制

直接调制输出偏压数模转换器,

输出信号小至10 pm

接触式AFM

可用的位置敏感探测器(PSD)模块与前置4通道前置放大

4个象限中的每一个都可以进行诊断目的而同时测量

非接触式AFM

R9控制器包含4个锁相放大器和2个锁相环,

不需要添加任何外置设备

STM控制

鼠标单击实现不同运行模式间的切换,

不需做连线改动

开尔文力控制

R9plus内部集成开尔文探针显微镜(KPFM)的所有功能模块,

不需要单独硬件

多频调制和检测

内置振荡器和锁相放大器可以提供多频激发和多个谐振检测信号

专利设计保证精准的相位匹配(即使是在频率扫描过程中)

电源

全部采用线性电源消除高频噪声

模拟输入

2个超高速 - 100MS/s- 16bit

输入偏置

输入信号可以偏置至最大范围,

精确测量叠加在大直流偏置上的小信号

可调AC/DC耦合

输入信号能直流或交流耦合(根据软件中的定义)

可调增益

全带宽时高达512×

输入带宽

22 bits @ 25KHz,24 bits @ 1.5KHz

2个高速 - 1MS/s -18 bit,可调增益和输入偏置,50KHz带宽

9个高速 - 1MHz -18 bit, 100 KH带宽

模拟输出

2 × 100MS/s - 16 bit

带宽

20 MHz

有效分辨率

22 bits @ 25KHz,24 bits @ 1.5KHz

8 x 500 kS/s 20 bit, 50 kHz 带宽,

+/- 10V 输出,有效分辨率20 bit.

8 x 100 MS/s - 16 bit, 50 kHz 带宽,

+/- 215V 输出,有效分辨率22 bit @ 25 kHz.

脉冲计数输入

2 × 100MS/s 计数率

信号

> 60

数据传输速率:

控制器/PC

每个通道10 - 200 kSamples/s

高速数据测量

触发模式下高达100MS/s

高压放大器

(HVA)输出

完全可配置。

每个放大器可通过软件配置以驱动任何压电输出,

每个HVA可通过内部的数控振荡器(NCO)调制。

输出限制保护

所有高压放大器都通过软件限于一定范围,

以防止损坏压电元件或其它实验元件,

输出自动缩放到指定的输出范围。



极好的谱图能力!


20 monolayer Pb/1 monolayer PTCDA molecule/20 monolayer Au/ Si substrate. 

Smaller gap is due to proximity effect of superconductivity.  


 Raw spectroscopy data taken on Pb single crystal. 

Graph shows 50 dI/dV curves acquired at 350 mK. 

Dark line shows average of individual curves.

利用R9plus采集扫描隧道谱图,

允许实时显示10条阈值谱线,且谱线的每个像素点可以单独显示和分析。

部分用户名单(排名不分先后),科研成果以及用户评价:

清华大学、中科院物理所、中国科学技术大学、华中科技大学、国防科技大学、浙江大学......


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