eng
С момента основания в 1998 году и по сей день главное направление деятельности группы компаний НТ-МДТ – создание научного оборудования для применения во всех областях нанотехнологий: в сфере образования, науки и производства.
Группа компаний НТ-МДТ
Группа компаний НТ-МДТ – нынешний лидер отечественного приборостроения для нанотехнологий – родилась в конце 1980-х годов из небольшого коллектива энтузиастов, включающего Виктора Быкова (в то время начальника отдела молекулярной физики и электроники НИИФП им. Ф.П.Лукина) и выходцев из Научного центра РАН в Пущино – Павла и Михаила Лазаревых. Этим коллективом была учреждена компания MДT. Однако официальным годом становления НТ-МДТ считается 1990, когда был создан первый образец продукции – сканирующий туннельный микроскоп для Института кристаллографии РАН. Подобные приборы практически сразу стали востребованными среди иностранных ученых. Так начался бизнес НТ-МДТ, который и по сей день является примером успешной коммерциализации научных разработок.
В настоящее время группа компаний осуществляет полный цикл работ – от разработки и производства приборов до маркетинга и продажи их конечным потребителям. Для ведения такой многоплановой деятельности создан концерн предприятий различного профиля.
В России это «Нанотехнология МДТ» (головное предприятие), «Инструменты нанотехнологий», «Нанотехнология С.-Петербург».
Зарубежные филиалы: NT-MDT Service&Logistic (Ирландия), NT-MDT Europe BV (Голландия), NT-MDT America (США), NT-MDT Shanghai (Китай). Дистрибьюторы НТ-МДТ работают в 39 странах, в том числе в США, Германии, Англии, Франции, Италии, Испании, Швейцарии, Австралии, Израиле, Китае, Республике Корея.
НТ-МДТ занимает 95 % российского рынка СЗМ и уверенно удерживает по этому показателю вторую позицию в мире (Future Market Inc., 2009). Ею изготовлено и реализовано более 3000 приборов, многие из которых работают в крупнейших научных и индустриальных центрах Европы, Азии и Северной Америки (рис.1).
Каждый год продукция НТ-МДТ представляется более чем на 120 тематических выставках.
Ассортимент продукции
Разрабатываемая и выпускаемая НТ-МДТ продукция включает в себя четыре линейки, а также большой выбор аксессуаров и расходных материалов (рис.2).
Платформа НАНОЭДЬЮКАТОР для обучения
Специально разработанный упрощенный СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР (рис.3) предназначен для обучения школьников и студентов основам нанотехнологий, умению оперировать оборудованием для нанотехнологических исследований.
НАНОЭДЬЮКАТОР представляет собой учебный комплекс. В комплект поставки помимо учебного СЗМ и пособия по основам зондовой микроскопии входят лабораторные практикумы по физике, химии, биологии, спектроскопии и нанолитографии, набор учебных образцов и расходных материалов, устройство для самостоятельного изготовления зондов. Как правило, класс комплектуется пятью такими полноценными комплексами, причем преподаватель может начинать занятия сразу после инсталляции оборудования.
По заказу Минобрнауки РФ научно-образовательные классы НАНОЭДЬЮКАТОР установлены более чем в 120 учебных заведениях страны, что свидетельствует о начале создания образовательной нанотехнологической сети. Это отвечает миссии НТ-МДТ в части подготовки нанотехнологических кадров, спрос на которые, по прогнозам экспертов, в ближайшее время будет значительным.
Платформа СОЛВЕР для широкого круга научных исследований
Приборы платформы СОЛВЕР предназначены для проведения экспериментов, требующих в основном использования СЗМ. В арсенале каждого такого прибора более 40 измерительных методик, которые можно применять для исследований на воздухе, в контролируемой атмосфере и в жидкости. Модели платформы СОЛВЕР позволяют визуализировать и количественно измерять механические (твердость, упругость, вязкость), электрические (проводимость, емкость, распределение поверхностного заряда) и магнитные свойства объектов с размерами от нескольких микрометров до нескольких Å.
СЗМ СОЛВЕР HV-MFM – один из представителей этой платформы, позволяющий проводить качественные и количественные измерения в высоком вакууме (до 10–8 Тор) и в неагрессивной разреженной газовой среде.
Уникальной особенностью другого представителя платформы – зондового микроскопа СОЛВЕР НЕКСТ (рис.4) – его максимальная автоматизация. Благодаря этому даже малоквалифицированный оператор может использовать в своих исследованиях потенциал двух главных методов сканирующей зондовой микроскопии: атомно-силовой и туннельной.
Полноценная автоматизация стала возможна благодаря разработке и внедрению целого ряда интеллектуальных систем для следующих целей: управления измерительными головками, создания однородной среды вокруг образца, навигации образца, переключения сканера между двумя областями сканирования (от 100 мкм до атомарного разрешения), юстировки оптической системы. В 2009 году американским журналом Research and Development СЗМ СОЛВЕР НЕКСТ был включен в 100 лучших инновационных разработок года.
Следует добавить, что модельный ряд СОЛВЕР постоянно расширяется и дополняется новыми актуальными приборами.
Зондовые нанолаборатории ИНТЕГРА – объединение СЗМ с другими методами исследования
Платформа ИНТЕГРА разработана как основа для развития возможностей СЗМ. Идея платформы исследовательских зондовых нанолабораторий состоит в том, чтобы соединить СЗМ как многофункциональный инструмент с другими методическими подходами, уточняющими и дополняющими информацию об образце (рис.5).
Платформа объединяет восемь специализированных исследовательских комплексов, предназначенных для проведения исследований в обычных и специальных условиях – в вакууме, при высокой и низкой температурах, в жидкостях и т. д.
Благодаря модульной (блочной) организации новая платформа позволяет легко изменять специализацию оборудования посредством простой замены необходимых блоков, без приобретения дополнительных дорогостоящих приборов.
Основой интеграции с другими методическими подходами является модель ИНТЕГРА Прима – универсальный СЗМ для решения наиболее типовых, «стандартных» задач: база для формирования специализированных комплексов добавлением к ней необходимых модулей.
Помимо вышеназванной, нанолаборатория ИНТЕГРА включает в себя еще ряд моделей:
ИНТЕГРА Аура – СЗМ для исследований в условиях низкого вакуума (10–2 Тор) и атмосферы контролируемого состава, что позволяет существенно повысить чувствительность двух- и многопроходных СЗМ-методик.
ИНТЕГРА Терма – СЗМ с уникально низким термодрейфом (<10 нм на 1K), обеспечиваемым за счет симметрии конструкции измерительного модуля, подбора материалов с учетом коэффициентов их термического расширения, а также благодаря двойному контуру внутренней термостабилизации. Стабильность системы при долгосрочных экспериментах в условиях постоянной (комнатной) температуры также существенно повысилась – дрейф составляет всего 3–5 нм/ч.
ИНТЕГРА Максимус – СЗМ для серийных исследований массивов данных. Система тестирует в автоматическом режиме большие массивы микрообразцов методами зондовой микроскопии. В результате процесс отбора желаемой комбинации свойств сокращается в сотни и тысячи раз.
ИНТЕГРА Солярис – сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (СБОМ) для изучения оптических свойств за пределом дифракции видимого света. Система обеспечивает разрешение 50–70 нм в плоскости, что позволяет визуализировать неоднородность оптических свойств образца и проводить его спектроскопические исследования.
ИНТЕГРА Томо – СЗМ с ультрамикротомом для реконструкции трехмерной модели наноразмерных включений. Незаменим при исследовании сложных материалов, ценные характеристики которых обусловлены особенностями их объемной организации. Примером таких структур могут служить материалы, в которых наночастицы (сажи, глины) встроены в трехмерную сеть из волокон полимера, причем важно знать не только размер частиц, но и то, насколько равномерно они распределены в объеме матрицы.
ИНТЕГРА Спектра (рис.6) – лауреат конкурса R&D100 Award 2006 – измерительный комплекс, предназначенный для исследования одного и того же наномасштабного образца методами СЗМ, конфокальной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) с пространственным разрешением до 50 нм, что почти в четыре раза лучше, чем при использовании обычной оптической спектроскопии. Это открывает реальные возможности практически во всех областях науки, где спектроскопия КР используется как источник информации о веществе, например, для исследования нанотрубок и графена.
Зондовая нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра – первый коммерческий прибор, позволяющий обойти принципиальное ограничение дифракции благодаря использованию гигантского усиления сигнала КР (в английской литературе TERS – Tip Enhanced Raman Scattering).
Платформы НАНОФАБ
Если рассматривать ассортимент продукции НТ-МДТ по возрастанию сложности оборудования, то следующим шагом после исследовательских нанолабораторий можно назвать НАНОФАБ – платформы технологических комплексов.
Сверхвысоковакуумный нанотехнологический комплекс на платформе НАНОФАБ – это совокупность кластеров, каждый из которых включает в себя несколько технологических модулей, объединенных общей транспортно-распределительной системой. Кластерная организация позволяет легко изменять их архитектуру для решения конкретных прикладных задач без существенного изменения конструкции системы в целом. Кластеры могут быть ориентированы на технологии групповой обработки (молекулярно-пучковая эпитаксия, газофазное осаждение, лазерная абляция), а также на нанолокальную обработку и исследования. Это могут быть модули СЗМ с дополнительными функциями фокусированных ионных пучков, растровой электронной микроскопии (РЭМ), масс-спектрального анализа и некоторыми другими. Методы СЗМ используются для оценки качества исходных пластин (входной контроль), их исследования после той или иной обработки (межоперационный контроль), тестирования свойств готовых наноэлектронных элементов и схем (функциональный контроль).
Комплексы на платформе НАНОФАБ 100 (рис.7) позволяют работать с пластинами в 100 мм, т.е. могут использоваться для изготовления небольших партий наноэлектронных компонентов.
НАНОФАБ 25 (рис.8) – аналитико-технологическая платформа, предоставляющая возможность работать с пластинами меньшего диаметра (25 мм). Система более компактна чем описанная выше, скорость технологических операций при ее использовании возрастает.
Прямые аналоги комплексов НАНОФАБ 100 и НАНОФАБ 25 на рынке не существуют.
Аксессуары
Для обеспечения предельной функциональности методик СЗМ НТ-МДТ поставляет полный спектр аксессуаров и расходных материалов: тестовые образцы, решетки для калибровки микроскопов, широкий ассортимент зондов – от стандартных до специализированных: СБОМ, с алмазными, сверхострыми наращенными иглами, др. изделия) (рис.9).
Разработки НТ-МДТ в 2010 году
Как системный бизнес-интегратор НТ-МДТ объединяет вокруг себя исследовательские работы многих малых предприятий, сотрудничает с ведущими институтами РАН, РНЦ «Курчатовский институт», с крупными мировыми производителями компонентов и комплектующих.
НТ-МДТ активно ведет собственную НИОКР деятельность, поддерживая экстремально высокие темпы разработок. В 2010 году группа компаний анонсировала и представила на рынок следующее оборудование:
• ИНТЕГРА Лайф (рис.10) – Зондовая нанолаборатория для исследования живых объектов в физиологических условиях (комплексная интеграция оптического микроскопа и СЗМ);
• СОЛВЕР Пайп (рис. 11) – СЗМ для обнаружения наноразмерных дефектов в крупных и нестандартных промышленных металлоконструкциях и объектах в процессе их эксплуатации;
• комплекс, объединяющий АСМ и пьезокварцевые микровесы с контролем диссипации энергии (рис.12) для одновременного исследования локальных свойств поверхности (с нанометровым разрешением) и вязкоупругих свойств и массы образца (разрешение до субнанограммов);
• оборудование для реализации следующих режимов СЗМ:
a) сканирующая тепловая микроскопия (СТеМ),
б) силовая микроскопия пьеозоотклика,
в) СЗМ-мониторинг процессов электрохимического осаждения in situ,
г) наноиндентирование и наносклерометрия – комплексное исследование твердости материалов.
Группа компаний НТ-МДТ – нынешний лидер отечественного приборостроения для нанотехнологий – родилась в конце 1980-х годов из небольшого коллектива энтузиастов, включающего Виктора Быкова (в то время начальника отдела молекулярной физики и электроники НИИФП им. Ф.П.Лукина) и выходцев из Научного центра РАН в Пущино – Павла и Михаила Лазаревых. Этим коллективом была учреждена компания MДT. Однако официальным годом становления НТ-МДТ считается 1990, когда был создан первый образец продукции – сканирующий туннельный микроскоп для Института кристаллографии РАН. Подобные приборы практически сразу стали востребованными среди иностранных ученых. Так начался бизнес НТ-МДТ, который и по сей день является примером успешной коммерциализации научных разработок.
В настоящее время группа компаний осуществляет полный цикл работ – от разработки и производства приборов до маркетинга и продажи их конечным потребителям. Для ведения такой многоплановой деятельности создан концерн предприятий различного профиля.
В России это «Нанотехнология МДТ» (головное предприятие), «Инструменты нанотехнологий», «Нанотехнология С.-Петербург».
Зарубежные филиалы: NT-MDT Service&Logistic (Ирландия), NT-MDT Europe BV (Голландия), NT-MDT America (США), NT-MDT Shanghai (Китай). Дистрибьюторы НТ-МДТ работают в 39 странах, в том числе в США, Германии, Англии, Франции, Италии, Испании, Швейцарии, Австралии, Израиле, Китае, Республике Корея.
НТ-МДТ занимает 95 % российского рынка СЗМ и уверенно удерживает по этому показателю вторую позицию в мире (Future Market Inc., 2009). Ею изготовлено и реализовано более 3000 приборов, многие из которых работают в крупнейших научных и индустриальных центрах Европы, Азии и Северной Америки (рис.1).
Каждый год продукция НТ-МДТ представляется более чем на 120 тематических выставках.
Ассортимент продукции
Разрабатываемая и выпускаемая НТ-МДТ продукция включает в себя четыре линейки, а также большой выбор аксессуаров и расходных материалов (рис.2).
Платформа НАНОЭДЬЮКАТОР для обучения
Специально разработанный упрощенный СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР (рис.3) предназначен для обучения школьников и студентов основам нанотехнологий, умению оперировать оборудованием для нанотехнологических исследований.
НАНОЭДЬЮКАТОР представляет собой учебный комплекс. В комплект поставки помимо учебного СЗМ и пособия по основам зондовой микроскопии входят лабораторные практикумы по физике, химии, биологии, спектроскопии и нанолитографии, набор учебных образцов и расходных материалов, устройство для самостоятельного изготовления зондов. Как правило, класс комплектуется пятью такими полноценными комплексами, причем преподаватель может начинать занятия сразу после инсталляции оборудования.
По заказу Минобрнауки РФ научно-образовательные классы НАНОЭДЬЮКАТОР установлены более чем в 120 учебных заведениях страны, что свидетельствует о начале создания образовательной нанотехнологической сети. Это отвечает миссии НТ-МДТ в части подготовки нанотехнологических кадров, спрос на которые, по прогнозам экспертов, в ближайшее время будет значительным.
Платформа СОЛВЕР для широкого круга научных исследований
Приборы платформы СОЛВЕР предназначены для проведения экспериментов, требующих в основном использования СЗМ. В арсенале каждого такого прибора более 40 измерительных методик, которые можно применять для исследований на воздухе, в контролируемой атмосфере и в жидкости. Модели платформы СОЛВЕР позволяют визуализировать и количественно измерять механические (твердость, упругость, вязкость), электрические (проводимость, емкость, распределение поверхностного заряда) и магнитные свойства объектов с размерами от нескольких микрометров до нескольких Å.
СЗМ СОЛВЕР HV-MFM – один из представителей этой платформы, позволяющий проводить качественные и количественные измерения в высоком вакууме (до 10–8 Тор) и в неагрессивной разреженной газовой среде.
Уникальной особенностью другого представителя платформы – зондового микроскопа СОЛВЕР НЕКСТ (рис.4) – его максимальная автоматизация. Благодаря этому даже малоквалифицированный оператор может использовать в своих исследованиях потенциал двух главных методов сканирующей зондовой микроскопии: атомно-силовой и туннельной.
Полноценная автоматизация стала возможна благодаря разработке и внедрению целого ряда интеллектуальных систем для следующих целей: управления измерительными головками, создания однородной среды вокруг образца, навигации образца, переключения сканера между двумя областями сканирования (от 100 мкм до атомарного разрешения), юстировки оптической системы. В 2009 году американским журналом Research and Development СЗМ СОЛВЕР НЕКСТ был включен в 100 лучших инновационных разработок года.
Следует добавить, что модельный ряд СОЛВЕР постоянно расширяется и дополняется новыми актуальными приборами.
Зондовые нанолаборатории ИНТЕГРА – объединение СЗМ с другими методами исследования
Платформа ИНТЕГРА разработана как основа для развития возможностей СЗМ. Идея платформы исследовательских зондовых нанолабораторий состоит в том, чтобы соединить СЗМ как многофункциональный инструмент с другими методическими подходами, уточняющими и дополняющими информацию об образце (рис.5).
Платформа объединяет восемь специализированных исследовательских комплексов, предназначенных для проведения исследований в обычных и специальных условиях – в вакууме, при высокой и низкой температурах, в жидкостях и т. д.
Благодаря модульной (блочной) организации новая платформа позволяет легко изменять специализацию оборудования посредством простой замены необходимых блоков, без приобретения дополнительных дорогостоящих приборов.
Основой интеграции с другими методическими подходами является модель ИНТЕГРА Прима – универсальный СЗМ для решения наиболее типовых, «стандартных» задач: база для формирования специализированных комплексов добавлением к ней необходимых модулей.
Помимо вышеназванной, нанолаборатория ИНТЕГРА включает в себя еще ряд моделей:
ИНТЕГРА Аура – СЗМ для исследований в условиях низкого вакуума (10–2 Тор) и атмосферы контролируемого состава, что позволяет существенно повысить чувствительность двух- и многопроходных СЗМ-методик.
ИНТЕГРА Терма – СЗМ с уникально низким термодрейфом (<10 нм на 1K), обеспечиваемым за счет симметрии конструкции измерительного модуля, подбора материалов с учетом коэффициентов их термического расширения, а также благодаря двойному контуру внутренней термостабилизации. Стабильность системы при долгосрочных экспериментах в условиях постоянной (комнатной) температуры также существенно повысилась – дрейф составляет всего 3–5 нм/ч.
ИНТЕГРА Максимус – СЗМ для серийных исследований массивов данных. Система тестирует в автоматическом режиме большие массивы микрообразцов методами зондовой микроскопии. В результате процесс отбора желаемой комбинации свойств сокращается в сотни и тысячи раз.
ИНТЕГРА Солярис – сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (СБОМ) для изучения оптических свойств за пределом дифракции видимого света. Система обеспечивает разрешение 50–70 нм в плоскости, что позволяет визуализировать неоднородность оптических свойств образца и проводить его спектроскопические исследования.
ИНТЕГРА Томо – СЗМ с ультрамикротомом для реконструкции трехмерной модели наноразмерных включений. Незаменим при исследовании сложных материалов, ценные характеристики которых обусловлены особенностями их объемной организации. Примером таких структур могут служить материалы, в которых наночастицы (сажи, глины) встроены в трехмерную сеть из волокон полимера, причем важно знать не только размер частиц, но и то, насколько равномерно они распределены в объеме матрицы.
ИНТЕГРА Спектра (рис.6) – лауреат конкурса R&D100 Award 2006 – измерительный комплекс, предназначенный для исследования одного и того же наномасштабного образца методами СЗМ, конфокальной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) с пространственным разрешением до 50 нм, что почти в четыре раза лучше, чем при использовании обычной оптической спектроскопии. Это открывает реальные возможности практически во всех областях науки, где спектроскопия КР используется как источник информации о веществе, например, для исследования нанотрубок и графена.
Зондовая нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра – первый коммерческий прибор, позволяющий обойти принципиальное ограничение дифракции благодаря использованию гигантского усиления сигнала КР (в английской литературе TERS – Tip Enhanced Raman Scattering).
Платформы НАНОФАБ
Если рассматривать ассортимент продукции НТ-МДТ по возрастанию сложности оборудования, то следующим шагом после исследовательских нанолабораторий можно назвать НАНОФАБ – платформы технологических комплексов.
Сверхвысоковакуумный нанотехнологический комплекс на платформе НАНОФАБ – это совокупность кластеров, каждый из которых включает в себя несколько технологических модулей, объединенных общей транспортно-распределительной системой. Кластерная организация позволяет легко изменять их архитектуру для решения конкретных прикладных задач без существенного изменения конструкции системы в целом. Кластеры могут быть ориентированы на технологии групповой обработки (молекулярно-пучковая эпитаксия, газофазное осаждение, лазерная абляция), а также на нанолокальную обработку и исследования. Это могут быть модули СЗМ с дополнительными функциями фокусированных ионных пучков, растровой электронной микроскопии (РЭМ), масс-спектрального анализа и некоторыми другими. Методы СЗМ используются для оценки качества исходных пластин (входной контроль), их исследования после той или иной обработки (межоперационный контроль), тестирования свойств готовых наноэлектронных элементов и схем (функциональный контроль).
Комплексы на платформе НАНОФАБ 100 (рис.7) позволяют работать с пластинами в 100 мм, т.е. могут использоваться для изготовления небольших партий наноэлектронных компонентов.
НАНОФАБ 25 (рис.8) – аналитико-технологическая платформа, предоставляющая возможность работать с пластинами меньшего диаметра (25 мм). Система более компактна чем описанная выше, скорость технологических операций при ее использовании возрастает.
Прямые аналоги комплексов НАНОФАБ 100 и НАНОФАБ 25 на рынке не существуют.
Аксессуары
Для обеспечения предельной функциональности методик СЗМ НТ-МДТ поставляет полный спектр аксессуаров и расходных материалов: тестовые образцы, решетки для калибровки микроскопов, широкий ассортимент зондов – от стандартных до специализированных: СБОМ, с алмазными, сверхострыми наращенными иглами, др. изделия) (рис.9).
Разработки НТ-МДТ в 2010 году
Как системный бизнес-интегратор НТ-МДТ объединяет вокруг себя исследовательские работы многих малых предприятий, сотрудничает с ведущими институтами РАН, РНЦ «Курчатовский институт», с крупными мировыми производителями компонентов и комплектующих.
НТ-МДТ активно ведет собственную НИОКР деятельность, поддерживая экстремально высокие темпы разработок. В 2010 году группа компаний анонсировала и представила на рынок следующее оборудование:
• ИНТЕГРА Лайф (рис.10) – Зондовая нанолаборатория для исследования живых объектов в физиологических условиях (комплексная интеграция оптического микроскопа и СЗМ);
• СОЛВЕР Пайп (рис. 11) – СЗМ для обнаружения наноразмерных дефектов в крупных и нестандартных промышленных металлоконструкциях и объектах в процессе их эксплуатации;
• комплекс, объединяющий АСМ и пьезокварцевые микровесы с контролем диссипации энергии (рис.12) для одновременного исследования локальных свойств поверхности (с нанометровым разрешением) и вязкоупругих свойств и массы образца (разрешение до субнанограммов);
• оборудование для реализации следующих режимов СЗМ:
a) сканирующая тепловая микроскопия (СТеМ),
б) силовая микроскопия пьеозоотклика,
в) СЗМ-мониторинг процессов электрохимического осаждения in situ,
г) наноиндентирование и наносклерометрия – комплексное исследование твердости материалов.
Отзывы читателей
