SCALA CAL 超薄薄膜热分析仪

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SCALA CAL 超薄薄膜热分析仪

Mecwins成立于2008年，开发了一种商业上可行的光学表征仪器。可用于MEMS，BIOSENSING，静态和动态模式，频率，振动模式分析，薄膜研究等。 Mecwins开发的SCALA CAL超薄薄膜纳米热分析仪是利用基于微悬臂原理，进行超高稀薄沉积物（薄膜，团簇等）的热分析表征。

SCALA CAL是一款研究超薄薄膜的真正灵敏的纳米量热技术即超薄薄膜热分析的理想仪器。用于微薄膜热表征的SCALA CAL数以纳米级热分析仪，旨在以很高的操作速率对很少量的样品（纳克，皮升）进行高灵敏度的纳米级热分析。

原理

SCALA CAL提供了基于微悬臂梁传感器的灵敏纳米量热技术一个解决方案。MECWINS提出了一种技术，用于以亚纳米分辨率和每秒约十个悬臂的测试速度对微悬臂阵列的轮廓进行光学读出。利用双材料效应，悬臂可以用作准确的温度计或热量计。如果悬臂梁的热膨胀系数与构成悬臂梁本身的材料的热膨胀系数不同，则其将因温度变化而发生挠曲。当材料承受热转变时，该变形会发生巨大变化。这种变化就可以用来表征薄膜材料的热性能。

特点

高通量，多样品：从1970年代开始，纳米量热法仍被认为是一个新兴领域。传统的DSC需要相对大量的测试材料，并且难以对纳米级样品进行热分析。DSC仅限一次进行一次测量，并且每次测量之间必须装入一个新样品。这严重限制了传统DSC在纳米级组合研究中的使用。SCALA CAL可以实现同步的多样品热性能测试。
响应快，消耗少：SCALA CAL将非常短的响应时间（1 ms）与非常少的样品消耗量（1 pg）相结合。相对于常规DSC测量，测试材料的质量降低了十个数量级。而减小样本量意味着减少样本消耗，这需要更高的分辨率和更好的热隔离。但最近开发的一种光学技术来校准芯片的热响应，避免了从低温到高温的外推误差。
高灵敏,高分辨：将悬臂转变为灵敏的热量计，与传统的差示扫描量热仪相比，微悬臂梁的小尺寸和高热容量使其成为具有皮焦耳灵敏度和毫秒级时间分辨率的出色量热仪。

技术规格

很少的样品量：最少可达1 pg（相对于传统DSC而言，测试材料减少了十个数量级）。
很高的灵敏度：杨氏模量响应对万分之一的灵敏度。
超薄的膜样品：〜10-13 g。
温度范围：-10ºC至250ºC的温度控制（可定制）。
静态测量：轮廓检测，微悬臂上任意点的单点偏转。
动态测量：带有热噪声和机械激励。

应用

灵敏的纳米量热技术，用于研究超薄膜，超高稀薄沉积物（薄膜，团簇……）的热分析。

详细参数

SCALA CAL 基本配置：	集成电子和光学测量单元,控制软件,电脑+样品监视器。
基础检测平台:	静态单点测量 (位置可调)。图像测量。动态热噪声测量。
扫描范围:	XY 扫描区域: 12.5x12.5 mm2。 XY扫描重复性: ±50 nm。 XY 扫描速度: 0.0001 mm/s - 10 mm/s。 XY 马达最小步进: 100 nm
光学系统：	高质量 CW 激光束：	• 光斑 = 10µm(根据用户需求可选)。 • 波长 = 635 nm。 • 最大功率 = 5 mW (功率可调)。 • 低噪声，高灵敏度 • 带宽 f3dB = 400 KHz。 • 灵活尺寸= 10x10mm2 和 20x20mm2 (最大 PSD 上升时间取决于 PSD 尺寸)。
隔振台：	被动隔振台。
垂直检测范围：	梯度测量范围由 1 nm 到 30 µm。
横向分辨率：	由光斑大小限制
相对湿度控制：	范围： 0~100%, 精度 0.1% 。最大流量： 5 L/min。 3 种操作模式：手动, 自动 (控制设定 RH 值) 和形貌(以不同的斜率控制 RH 的增加或减少)。
温度控制系统：	范围： -10℃ ~+25℃。(可定制不同的温度范围)。精度： 0.05℃。 3 种操作模式：手动, 自动 (控制设定温度值) 和形貌(以不同的斜率控制温度的增加或减少)
3D 图像模式：	水平方向分辨率 10 µm。垂直方向亚纳米精度。垂直方向测量范围 1 nm 到 30 µm。
动态模式：	• 外部发生器提供 20MHz 传感器阵列的压电激励 • 高灵敏度，低噪声选项采用 PLL+锁放的 (锁相带宽, f3dB = 1 MHz) • 激振频率测量:通过压电堆叠测量机械传感器的动态特性 • 本征图形测量: 通过压电堆叠测量 2D 和 3D 的本征图形
液体模式：	液体室：	• 输入输出液体端口： 1 输入 , 1 输出（液体处理须由用户的外部系统提供)。 • 体积 = 250 µl • 材料 = PEEK。
样品安装：	一个装载 cartridge 的样品架 (可订制)
软件：	基于 National Instruments LabVIEWTM 的多功能软件
电源 AC 电压：	110-230 VAC, 50-60 Hz。

SCALA-CAL应用文章

Thermomechanical Response of a Representative Porin for Biomimetics
------ 一种具有代表性的仿生孔蛋白的热机械响应
Thermomechanical response of a semicrystalline polymer in the vicinity of the melting by using microcantilever technology
------利用微悬臂梁技术研究一种半晶聚合物在熔点附近的热机械响应
Nanofeatures affect the thermal transitions of polymer thin films: a microcantilever-based investigation
------纳米特征影响聚合物薄膜的热转变：基于微悬臂梁的研究
Weighing biointeractions between fibrin (ogen) and clot-binding peptides using microcantilever sensors
------利用微悬臂传感器衡量纤维蛋白(原)和凝血结合肽之间的生物相互作用
Sensitive thermal transitions of nanoscale polymer samples using the bimetallic effect: Application to ultra-thin polythiophene
--------纳米级热转变双金属效应的高聚物样品：超薄聚噻吩的应用

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