NT NEWS NT-MDT in the USA   

  

News Letter # 2, December 2014

       

Follow up on 2014 MRS Fall 

Meeting & Exhibition in Boston  Traditionally,  the  MRS  Fall  meeting  is  a  large 

gathering  of  US  and  international  scientists,  and 

SPM‐related  symposiums  always  attract  their 

attention.  This  year  the  attendees  paid  a  special 

awareness to symposium PP: Advances  in Scanning 

Probe Microscopy  for Multimodal  Imaging  at  the 

Nanoscale,  co‐sponsored  by  NT‐MDT.  The  latest 

developments of techniques, which offer an optical 

resolution  below  the  diffraction  limit  as  well  as 

chemical  identification,  were  presented  and 

discussed  at  this well  attended meeting. We have 

also participated  in  this event by  contributing  two 

talks, and  the same  topic was a subject of our  live 

demonstration  of  Tip  Enhanced  Raman  Scattering 

on different samples, which was performed at one 

of our  two booths. At another booth, NT‐MDT has 

introduced  a  novel  Thermal  Cabinet  for  our  SPM 

microscopes,  see  the  photo  above.  The  attractive 

cabinet provides not only microscope isolation from 

the  acoustic  noise  and mechanical  vibrations,  but 

also  ensures  unique temperature  stability  with 

variations  less  than  0.01  degree.    This  instrument 

environment  enables  low  thermal  drift  SPM 

measurement,  which  is  important  for  many 

applications  including  but  not  limited  to  high‐

resolution  imaging  in  different  AFM  modes 

(amplitude modulation, Hybrid and contact modes).      

  

From the Social Networks Several groups of the professional Internet network 

“LinkedIn”  are  involved  in  discussions  about 

different  aspects  of  scanning  probe  microscopy. 

One  of  the  recent  topics  of  “Scanning  Probe 

Microscopy  Society”  is  the  novel  approach  in 

recording  and  analysis  of  force  curves  in  Hybrid 

mode,  which  is  the  non‐resonant  oscillatory 

technique, introduced a couple of years ago by NT‐

MDT. The related document describing IsoDynamic 

Force Microscopy can be found at 

https://www.youtube.com/watch?v=_ftYMn‐7te0.   

Merry Xmas and Happy 2015!

 

It  contains  a  short  movie  presenting  the 

visualization of elastic depression of poly (dimethyl 

siloxane)  lamellar  structures,  which  was  recorded 

simultaneously with  the  force curves. Actually,  the 

use of the force curves in AFM modes for the force 

control  during  imaging  is  also  complemented  by 

their on‐line and off‐line analysis as well as for the 

extraction  of  the  local  mechanical  and  electric 

properties  simultaneously  with  the  surface 

profiling.  A  new  Application  Note,  in which  these 

questions are considered in details, is in progress.  

 

From the Laboratories  Thermoelectric measurements with AFM have been 

demonstrated by several  research groups, and  this 

method becomes a valuable addition  to  the  family 

of AFM‐based  electric modes.  The  essence  of  this 

method  is  a  precise  detection  of  the  voltage 

between  the  Pt‐coated  AFM  probe  and  a  sample 

and  its  changes  at  different  temperatures.  This 

phenomenon is broadly used in thermocouples and 

described by Seebeck coefficient which depends on 

the  sample  chemical  nature. Our  attention  to  the 

AFM thermoelectric measurements was inspired by 

the  collaborative  efforts  with  the  group  of  Prof. 

Rachel Segalman  (UCSB), whose earlier efforts has 

been  documented  in  the  paper:  P.  Reddy  et  al 

Science  315,  1568  (2007).  The  straight 

demonstration of  this  effect  has been  achieved  in 

studies of an  incomplete metal alloy of Bi and  Sn. 

These  metals  are  characterized  by  substantially 

different  Seebeck  coefficients:  Bi  –  72V/˚C,  Sn  – 1.5V/˚C. The image below shows the voltage map, 

which  was  recorded  at  elevated  temperature  of 

55˚C. The distinctive  contrast of different domains 

(practically  not‐noticeable  at  room  temperature) 

allows  their  assignment  to  the  individual 

constituents of this alloy. This is one of the possible 

ways  of  compositional  mapping  of  the 

heterogeneous materials.  Single‐pass  Kelvin  Force 

Microscopy  and  quantitative  nanomechanical 

measurements  in  the  Hybrid  mode  were  already 

described  in  NT‐MDT  applications  related  to  the 

Bi/Sn  alloy.  It  is worth noting  that  the AFM‐based 

thermoelectric  study  helped  to  reveal  the  local 

defects  in  epitaxial  graphene:  S. Cho  et  al. Nature 

Materials 12, 913 (2013)      

 

 Topography and voltage map of Bi/Sn alloy at 55˚C.  Forthcoming NT‐MDT Events: 2015  January 14: Webinar “Characterization of Materials 

with  a  Combined  AFM/Raman Microscope”  based 

on the AFM/Raman data obtained  in the combined 

Raman microscope DXR of Thermo Fisher Scientific 

and AFM unit NTEGRA Spectra from NT‐MDT. 

February:  NT‐MDT  AFM/Raman  Workshop  at 

Carnegie Mellon University  (Pittsburgh, PA), which 

includes technical presentations and demonstration 

sessions  on  several  NT‐MDT  microscope.  

Cool AFM Images 

 Topography of polymer “honeycomb” template (left and center) and a hexagonal packing of 

polystyrene latex particles (right). Amplitude modulation mode.