Датчик определения микрорельефа и стехиометрии поверхности

Датчик определения микрорельефа и стехиометрии поверхности Ивашов Е.Н. Тихоглаз Ю.С. Юсупов Б.Б. Московский государственный институт электроники и математики, Москва В настоящее время существует проблема определения микрорельефа и стехиометрии поверхности для любых материалов, в том числе диэлектрических материалов. Атомно-силовая микроскопия позволяет определять микрорельеф поверхности для любых материалов, однако не позволяет одновременно с этим определять стехиометрические параметры. Предлагается устройство на основе сканирующего туннельного микроскопа, позволяющее вести измерение с высокой точностью микрорельефа и стехиометрии поверхности. В основу устройства положена задача обеспечить возможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности любых, в том числе диэлектрических материалов, при выполнении различных аналитико-технологических операций. Рассматриваются особенности использования устройства как элементную базу для унифицированной информационно-измерительной системы управления качеством. Устройство содержит пьезосканер, снабженный дополнительным зондом, установленным параллельно основному, с возможностью регулирования зазора между остриями основного и дополнительного зондов, и магнитом, силовые линии которого расположены параллельно исследуемой поверхности и перпендикулярно направлению туннельного тока между остриями основного и дополнительного зондов. Преимуществом предлагаемого устройства является возможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности диэлектрических материалов. Достигается это за счет того, что регистрируется не ток, туннелирующий между зондом и подложкой как в СТМ, а между двумя зондами, расположенными над подложкой, что и позволяет регистрировать влияние на этот ток полей, создаваемых атомами подложки. Магнит служит для того, чтобы «отогнуть» туннелирующий ток между зондами так, чтобы он шел по дуге, приближаясь и «задевая» поверхностные слои атомов подложки. Рис. 1 Рис. 2 Устройство определения микрорельефа и стехиометрии поверхности (Рис.1) содержит пьезосканер 1 с зондом 2, острие 3 которого направлено на исследуемую поверхность 4 и прецизионный измеритель перемещений, например, туннельный датчик. Пьезосканер 1 снабжен дополнительным зондом 5, установленным параллельно основному 2, с возможностью регулирования зазора 6 (Рис. 2) между остриями 3 основного 2 и дополнительного 5 зондов. Устройство снабжено магнитом 7, силовые линии 8 которого расположены параллельно исследуемой поверхности 4 и перпендикулярно направлению туннельного тока 9 между остриями 3 основного 2 и дополнительного 5 зондов. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на пьезопривод 1 происходит расширение биморфов, за счет чего зонды 2 и 5 опускаются (поднимаются) относительно технологической поверхности подложки 4. При подаче напряжения на зонды 2 и 5, возникает туннельный ток 9 между остриями зондов 3. Туннельный ток 9 проходит в пространстве между остриями 3 зондов 2 и 5, задевая верхние атомы поверхности подложки 4 из-за отклоняющего действия магнитного поля, создаваемого магнитом 7. Характеристики туннельного тока 9 изменяются в зависимости от того, попадает ли он на атомы и насколько этот ток провзаимодействует с электронами этих атомов. Таким образом, по изменению туннельного тока 9 между остриями 3 зондов 2 и 5 можно судить по изменению расстояния между зондами 2 и 5 и подложкой 4, что позволяет определить микрорельеф и стехиометрию поверхности любого материала, в том числе диэлектрического. Предложенное устройство можно использовать как элементную базу для унифицированной информационно-измерительной системы управления качеством. Массовость выпускаемой продукции при все возрастающих требованиях к ее качеству в условиях экономической оптимизации привела к необходимости создания автоматизированных систем управления качеством (АСУК) и автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП). При этом необходимо отметить, что в условиях АСУТП контроль органически связан с процессом производства и является его неотъемлемой частью. В настоящее время существует большое число разнотипных информационно-измерительных преобразователей (ИИП), позволяющие преобразовывать различные физические величины в электрический выходной сигнал. Различные физические принципы, используемые при их разработке, а так же их различное конструктивное оформление привело к тому, что для измерения одного и того же параметра в одних и тех же условиях применяют десятки различных информационно-измерительных устройств (ИИУ) с различными метрологическими характеристиками. При этом появление нового физического принципа влечет за собой разработку новых конструкций ИИУ. Предложенное устройство позволяет измерять сразу два параметра поверхности, что повышает производительность и информативность средств измерения и упрощает их конструкцию. Литература. Неволин В. К. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии. – Учебное пособие // М.: МИЭТ, 2000. – 69 с. ил. Миронов В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. – Учебное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений // Российская академия наук, Институт Физики микроструктур г. Нижний Новгород, 2004г. – 110 с. Коротков В.П, Тайц Б.А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств //М., Издательство стандартов, 1978, 352 с.

Похожие:

	Сканирующий датчик определения микрорельефа и стехиометрии поверхности на основе стм Организационное. План работы на декабрь, анализ проведённых мероприятий за ноябрь		Реферат На тему: “поверхности второго Поверхности второго порядка – это поверхности, которые в прямоугольной системе координат определяются алгебраическими уравнениями...
	Реферат По Физике По теме “ Давление в жидкости и газе” За единицу давления принимается такое давление, ко­торое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1м2 перпендикулярно...		Космические объекты: Солнце Ускорение свободного падения на поверхности Солнца составляет 273,98 м/се Вторая космическая скорость на поверхности Солнца равна...
	Урок Понятие цилиндра. Площадь поверхности цилиндра Цель урока: ввести понятие цилиндрической поверхности, цилиндра и его элементов, ввести формулы для вычисления боковой и полной поверхности...		Параметрическая оптимизация информационно-измерительной системы определения... Работа выполнена на кафедре «Электропривод и промышленная автоматика» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального...
	Урок №35 по географии в 7 классе. Тема: «Строение поверхности, закономерность... Изучить особенности поверхности суши и закономерности размещения полезных ископаемых		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Оборудование: термометры: уличный, комнатный, электронный датчик температуры dt025, ноутбук, медицинский; веер, календарь погоды
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Образовательные: ввести понятие цилиндра; формирование понятия площади полной и боковой поверхности цилиндра; вывести формулы площади...		Темы практических и семинарских занятий тема I. Культура в структуре... Культура и философия. Культура и природа. Культура и исторический процесс. Культура и психология. Системность, систематизация. Определения...
	Урок 5 Цилиндр Цели: ввести понятие цилиндра (ось цилиндра, его высота, основания цилиндра); ввести понятие цилиндрической поверхности, образующих...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Энергия солнечных лучей превращается во внутреннюю энергию почвы и тел, находящихся на поверхности земли. Воздушные массы, нагревшись...
	Урок по теме: "Определение", 5 класс Познакомить ребят с понятием “определение”, со способами выражения определения в предложении, со способом согласования существительного...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Датчик должен иметь последовательный периферийный интерфейс для подключения к персональному компьютеру или планшету с помощью преобразователя...
	Способ определения местоположения подводных объектов При этом частоту вращающегося поля выбирают такой, чтобы скин-слой был не больше 5 и не меньше 0 Технический результат: повышение...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обособленные определения (Подготовка к написанию сочинения по картине В. Маковского «Обряжение невесты» на заключительном занятии...