Приборная база

Техническое оснащение НОЦ «Наноматериалы и нанотехнологии» составляет более 50 единиц современного оборудования.

Сканирующий электронно-ионный микроскоп Neon 40 (Carl Zeiss, Германия)

Двухлучевой сканирующий электронно-микроскопический комплекс Neon 40 позволяет осуществлять ионно-лучевые литографические операции, исследовать микрорельеф поверхности твердых тел, проводить количественный и качественный элементный микроанализ их состава, определять фазовый состав приповерхностных слоев, проводить послойный анализ материалов.

Основные характеристики:

• ускоряющее напряжение электронной пушки:100 – 30000 В;
• ускоряющее напряжение ионной галлиевой пушки:2000 – 30000 В;
• максимальное пространственное разрешение при сканировании электронным пучком: 1 нм;
• максимальное пространственное разрешение при сканировании ионным пучком: 5 нм;
• полный диапазон увеличений: 12 – 900000x.

 

Наноиндентометр G200 (MTS NanoInstruments, США)

Наноиндентометр G200 предназначен для прецизионного измерения механических характеристик материалов в наношкале методом наноиндентирования.

Основные характеристики:

• разрешающая способность: 0,01 нм;
• диапазон нагрузок: 1мкН – 10 Н;
• разрешение по нагрузке: 50 нН.

 

Сканирующий зондовый микроскоп di Innova SPM (Veeco-Digital Instruments, США)

Мультимодовый зондовый сканирующий микроскоп di Innova SPM, объединяющий возможности всех мод атомно-силовой и туннельной микроскопии с разрешением вплоть до атомарного, позволяет проводить измерения характеристик рельефа поверхности проводящих и полупроводниковых структур, а также их электрических, магнитных и других свойств в контролируемых температурных условиях, отличных от комнатных.

Основные характеристики:

• диапазоны сканирования: 100*100*7.5 мкм и 5*5*2,5 мкм;
• разрешающая способность: 0,05 нм;
• максимальное разрешение при сканировании: 1024*1024 точек;
• максимальный размер исследуемого образца: 50*50*18 мм.

 

Разрывная машина MTS 870 Landmark (MTS, США)

Многофункциональная сервогидравлическая испытательная машина MTS 870 Landmark предназначена для определения прочности и пластичности материалов. Система реализует режимы работы «мягкой» и «жесткой» испытательной машины, т.е. возможно задание закона изменения во времени как силы в диапазоне от 0 до  50 кН, так и деформации образца. Комплекс позволяет проводить не только статические испытания на сжатие и растяжение, но и динамические (например, исследование многоцикловой усталости материала) с максимальной частотой более 300 Гц. Благодаря наличию специальной климатической камеры исследования могут проводиться в диапазоне температур от -129 до +315ºС.

 

Спектрофотометр Lambda 950 (PerkinElmer, США)

Прецизионный двухлучевой сканирующий спектрофотометр Lambda 950 ультрафиолетового, видимого-ближнего и инфракрасного диапазона позволяет проводить классические анализы на пропускание; анализ на отражение с переменным углом; анализ рассеивающих образцов в твердой и жидкой фазах.

Основные характеристики:

• спектральный диапазон: 175 – 3300 нм;
• разрешение: 0,05 нм;
• точность установки длины волны: 0,20 нм;
• фотометрический диапазон: 8 A;
• фотометрическая точность: 0,0006 A;
• фотометрическая стабильность: 0,0002 A/ч.

 

Анализатор площади поверхности и размеров пор AUTOSORB iQ-C (Quantachrome, США)

Высокоскоростной анализатор площади поверхности и размеров пор AUTOSORB iQ-C позволяет получать изотермы адсорбции и десорбции для широкого спектра газов, определять удельную площадь поверхности по методам БЭТ и Лэнгмюра, анализировать распределения пор по размерам и определять их фрактальную размерность по методам Неймарка-Киселёва и Френкеля-Хелси-Хилла.

Основные характеристики:

• диапазон относительного давления: 1х10^-7 – 0,999 P/P₀;
• диапазон определяемых удельных площадей поверхности – от 0,01 м²/г;
• диапазон определяемых размеров пор: 0,35 – 400 нм;
• минимальный определяемый объем пор: 5х10^-8 см³/г;
• программируемый нагрев: до 1100ºС;
• максимальный рабочий вакуум: 5x10^-7 Па.

 

Дифрактометр D2 Phaser (Bruker AXS, Германия)

Дифрактометр D2 Phaser предназначен для проведения качественного и количественного анализа фазового состава, структурных характеристик, анализа степени чистоты и кристалличности порошков, включая системы, содержащие наноразмерные объекты.

Основные характеристики:

• диапазон углов регистрации по 2Theta: от -3 до +160;
• точность позиционирования по оси омега: 0,1 градуса;
• напряжение на генераторе рентгеновского излучения: 30 кВ;
• максимальная общая скорость счета детектора: 100 000 000 импульсов/с;
• пространственное разрешение детектора: 75 мкм.

 

Термоанализатор EXSTAR TG/DTA7200 (SII Nano Technology, Япония)

Термоанализатор EXSTAR TG/DTA7200 позволяет получать информацию о тепловых характеристиках материала, фазовых превращения, происходящих в нем при нагреве или охлаждении, его стойкости к термическому воздействию, а также стадиях процесса деструкции.

Основные характеристики:

• динамический диапазон изменения веса: ±400 мг;
• чувствительность прибора по весу образца: 0,2 мкг;
• динамический диапазон ДТА: ±1000 мкВ;
• чувствительность прибора в режиме ДТА: 0,1 мкВ;
• скорость сканирования по температуре: от 0,01 до 150ºС/мин;
• температурный диапазон прибора: от комнатной до 1000ºС.

 

Анализатор размеров частиц и дзета-потенциала Zetasizer Nano ZS (Malvern, Великобритания)

Анализатор размеров частиц и дзета-потенциала Zetasizer Nano ZS предназначен для определения размеров, молекулярной массы и дзета-потенциала диспергированных в растворах и суспензиях частиц.

Основные характеристики:

• диапазон определяемых размеров частиц: 0,2 нм – 4 мкм;
• диапазон размеров частиц при измерении дзета-потенциала: не хуже 4 нм – 80 мкм;
• диапазон удельной проводимости среды: 0 – 200 мСм/см;
• диапазон определяемых значений молекулярной массы: не хуже 1x10³ – 2x10⁷ Дальтон.

 

Профилометр Wyko NT9080 (Bruker AXS, Германия)

Профилометр Wyko NT9080 позволяет исследовать шероховатость и рельеф поверхности наноструктурированных слоев и тонкопленочных покрытий в нанометровом масштабе.

Основные характеристики:

• разрешение по оси Z: 0,1нм;
• повторяемость: 0,015 нм;
• диапазон перемещений предметного стола по XY: 100x100 мм;
• максимальное поле зрения: 400х600 мкм.

 

Твердомер Duramin-A300 (Struers, Дания)

Универсальный автоматический твердомер Duramin-A300 позволяет в микро- и макро- диапазоне нагрузок от 0,981  до  306,6 Н осуществлять полностью автоматический цикл тестирования твердости материалов по методу Роквелла, Викерса, Бринелля и Кнупа.

 

Нанотрибоиндентометр TI950 TriboIndenter (Hysitron, США)

Нанотрибоиндентометр TI950 TriboIndenter – многофункциональный комплекс для полного спектра наномеханических испытаний материалов посредством динамического индентирования. Позволяет определять микро- и нанотвердость, модуль Юнга, коэффициент трения, исследовать ползучесть, адгезию пленок и покрытий, а также детально изучить механизмы деформации и разрушения материалов на различных иерархических уровнях.

Основные характеристики:

• испытание на износ в диапазоне: 70 нН – 1 мН;
• максимальный объём сканирования в режиме СЗМ: 60х60х4мкм;
• разрешение нормальной нагрузки: 3 нН;
• максимальная нормальная нагрузка: 10 мН;
• минимальная контактная нагрузка: 70 нН;
• максимальная скорость нагружения: 50 мН/с;
• разрешение нормального смещения: 0,02 нм;
• точность позиционирования индентора: ±10 нм;
• максимальная латеральная нагрузка: 2 мН;
• разрешение латеральной нагрузки: 50 нН.

 

Установка для электроспиннинга Nanon-01A (Mеcc Co, Япония)

Установка для электроспиннинга Nanon-01A предназначена для получения нетканых полимерных материалов методом электроформования.

Основные характеристики:

• напряжение между электродами: 0,5…30кВ;
• скорость подачи (объемный расход) раствора: 0,1…100 мл/ч;
• максимальное расстояние между кончиком инжектирующего сопла и плоским коллектором: 30 см;
• тип получаемых волокон: ориентированные, неориентированные, полые, коаксиальные, ультратонкие, отдельные частицы.

 

Сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения Merlin (Carl Zeiss, Германия) со спектрометрами

Сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения Merlin со спектрометром энергетического дифракционного рентгеновского микроанализа Inca Energy 350X – Max 80 (Oxford Instruments, Великобритания) и приставкой для анализа дифракционных картин HKL Premium EBSD System Nordlys II F+ (Oxford Instruments, Великобритания) – прибор для проведения нанометрических исследований металлов, полупроводников, и диэлектриков. Аналитический комплекс позволяет проводить качественные и количественные исследования элементного и фазового состава образцов, а также получать информацию о пространственном расположении и ориентации микрокристаллитов и зерен в поликристаллических материалах.

Основные характеристики:

• диапазон ускоряющего напряжения электронной пушки: 20 – 30 000 В;
• диапазон рабочих токов для электронной колонны: 4 пА – 300 нА;
• полный диапазон увеличений: 12 – 900 000х;
• максимальная разрешающая способность электронной колонны: 0,8 нм;
• диапазон детектирования химических элементов: бериллий – плутоний;
• cпектральное разрешение: 129 эВ;
• анализ фаз, структур и текстур с применением методов полюсных фигур, обратных полюсных фигур, функций распределения ориентации/дезориентации в пространстве Эйлера и др. для любых кристаллических материалов (все 11 групп Лауэ).

 

Экструдер с формовочной системой DSM Xplore 5 (DSM Xplore, Нидерланды)

Экструдер с формовочной системой DSM Xplore 5 предназначен для смешивания и формования микроколичеств полимерных материалов с ультрадисперсным наполнителем.

Основные характеристики:

• однонаправленное вращение шнеков;
• измеряемая нагрузка на шнеках;
• скоростью вращения шнеков: 1 – 250 об./мин;
• максимальный крутящий момент: 5 Н*м;
• максимальная температура в рабочей камере: 300°С;
• возможность работы с материалами, обладающими вязкостью от 0 до 10¹¹ Па*с.

 

ИК-Фурье спектрометр FT/IR-6200 (Jasco, Япония)

ИК-Фурье спектрометр FT/IR-6200 предназначены для регистрации и исследования спектров пропускания и поглощения в видимой и ИК-областях.

Основные характеристики:

• рабочий спектральный диапазон: 7800 – 350 см^-1;
• точность установки длины волны в пределах: ±0,01 см^-1;
• спектральное разрешение: 0,25 см^-1;
• отношение сигнал/шум: не хуже 45000:1;
• компенсация атмосферных CO₂ и H₂O.

 

Динамический термомеханический спектрометр EXSTAR DMS6100 (SII NanoTechnology, Япония)

Динамический термомеханический спектрометр EXSTAR DMS6100 позволяет изучать механические характеристики материалов (модуль упругости, тангенс угла механических потерь, динамическая вязкость, податливость, температура фазового перехода и др.) как функцию от времени, температуры, частоты, нагрузки.

Основные характеристики:

• максимальная величина прикладываемой к образцу нагрузки: 18 Н;
• возможность деформирования образца: в динамическом режиме с синусоидальной осцилляцией, в динамическом режиме с синтезированным колебанием, в статическом режиме;
• диапазон измерения модуля Юнга: 10⁵…10¹² Па;
• диапазон измерения сдвигового модуля: 10³…10⁹ Па;
• режимы деформирования образца: двойной кантилеверный изгиб, одинарный кантилеверный изгиб, растяжение, сжатие, изгиб по трем точкам со свободными краями, сдвиг;
• диапазон скорости нагревания: 0,01 – 20ºC/мин;
• диапазон возможных рабочих температур: -150ºС – +600ºС;
• диапазон частот деформации: 0,01 до 200 Гц;
• разрешение по нагрузке: 10^-5 Н;
• разрешение по tgδ: 0,0001;
• разрешение по смещению: 10^-8 м.

 

Сканирующий зондовый комплекс микрорамановской спектроскопии ИНТЕГРА Спектра (НТ-МДТ, Россия)

Измерительный комплекс ИНТЕГРА Спектра включает в себя сканирующий зондовый микроскоп, ближнепольный оптический микроскоп и конфокальный микрорамановский спектрометр высокого разрешения.

Основные характеристики:

• проведение измерений интенсивности вторичного сигнала в диапазоне длин волн от 244 до 1050 нм в процессе послойного объемного сканирования области 100*100*30 мкм;
• получение оптических изображений объектов в режиме лазерного конфокального микроскопа;
• проведение измерений характеристик рельефа поверхности образца, а также его электрических, магнитных, наномеханических и других свойств методами контактной и полуконтактной атомно-силовой микроскопии и наносклерометрии с разрешением вплоть до атомарного;
• работа в режиме безапертурной сканирующей ближнепольной оптической микроскопии.

 

Измерительный прибор для годичных колец LINTAB 6D (RINNTECH, Германия)

Прибор LINTAB применется для анализа ширины годичных колец и прироста древесины на буровых кернах, на горизонтальных спилах (блинах) и других образцах древесины. Используется для дендрохронологических, ботанических, лесоводственных, криминалистических экспертиз и исследований.

Основные характеристики:

• линейная направляющая с длиной для измерений 560 мм;
• подача 5 мм/об.;
• разрешение 10 μм  (1/100 мм);
• маховичок диаметром 80 мм;
• микроскоп с универсальным штативом (4 степени свободы).