RU2306524C1 - Multi-probe module for scanning microscope - Google Patents
Multi-probe module for scanning microscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306524C1 RU2306524C1 RU2006123105/28A RU2006123105A RU2306524C1 RU 2306524 C1 RU2306524 C1 RU 2306524C1 RU 2006123105/28 A RU2006123105/28 A RU 2006123105/28A RU 2006123105 A RU2006123105 A RU 2006123105A RU 2306524 C1 RU2306524 C1 RU 2306524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flange
- pusher
- supports
- probes
- brackets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии, а более конкретно, к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов.The invention relates to the field of scanning probe microscopy, and more particularly, to devices for monitoring, measuring and modifying the surface of objects.
Известен кантилевер для сканирующего зондового микроскопа (СЗМ), содержащий основание, к которому прикреплены несколько балок с иглами, причем балки выполнены разной длины и закреплены на одном краю основания или по краю отверстия, расположенного внутри основания с отрицательными значениями угла между собой [1].Known cantilever for scanning probe microscope (SPM) containing a base to which several beams with needles are attached, and the beams are made of different lengths and are fixed on one edge of the base or along the edge of the hole located inside the base with negative values of the angle between them [1].
Основным недостатком такого устройства является длительность и сложность процедуры замены кантилевера в случае затупления или поломки зондов, или в случае проведения других измерений, например электромагнитных сил, в той же области образца. Такая процедура требует снятия измерительной головки и ручной установки нового кантилевера. Кроме этого, возникают проблемы попадания зондов кантилевера в одну и ту же область сканирования на образце.The main disadvantage of such a device is the length and complexity of the cantilever replacement procedure in the case of dull or broken probes, or in the case of other measurements, such as electromagnetic forces, in the same region of the sample. This procedure requires the removal of the measuring head and manual installation of a new cantilever. In addition, there are problems with cantilever probes falling into the same scanning region on the sample.
Известен также многозондовый модуль для сканирующего микроскопа, содержащий кассету с зондами, сопряженную с приводом вращения, закрепленным на основании [2].Also known is a multi-probe module for a scanning microscope, containing a cassette with probes, coupled to a rotation drive mounted on the base [2].
Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.This device is selected as a prototype of the proposed solution.
Первый недостаток этого устройства заключается в том, что кассета закреплена непосредственно на вращающемся элементе, в частном случае - приводе вращения, а это затрудняет размещение его на пьезосканере, что сужает функциональные возможности устройства.The first disadvantage of this device is that the cartridge is mounted directly on a rotating element, in a particular case, a rotation drive, and this makes it difficult to place it on a piezoscanner, which reduces the functionality of the device.
Второй недостаток этого устройства заключается в использовании в этом устройстве кантилеверов с оптической системой регистрации. Это также сужает функциональные возможности использования данного устройства, из-за невозможности его использования, например, в криостатах.The second disadvantage of this device is the use of cantilevers with an optical registration system in this device. It also narrows the functionality of the use of this device, due to the impossibility of its use, for example, in cryostats.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства.The technical result of the invention is to expand the functionality of the device.
Указанный технический результат достигается тем, что в многозондовый модуль для сканирующего микроскопа, содержащий кассету с зондами, сопряженную с приводом вращения, закрепленным на основании, введен трубчатый пьезосканер, одним концом закрепленный на основании и содержащий фланец, при этом кассета выполнена в виде набора кронштейнов с зондами, установленных на первом фланце с возможностью подвижек относительно него и взаимодействия с толкателем, сопряженным с приводом вращения, а зонды выполнены в виде кварцевых резонаторов с остриями.The specified technical result is achieved by the fact that in the multi-probe module for a scanning microscope containing a cassette with probes, coupled to a rotation drive mounted on the base, a tubular piezoscanner is introduced, one end mounted on the base and containing a flange, while the cassette is made in the form of a set of brackets with probes mounted on the first flange with the possibility of movement relative to it and interaction with the pusher associated with the rotation drive, and the probes are made in the form of quartz resonators with sharp s.
Существуют варианты, в которых кронштейны установлены на фланце посредством плоских пружин, либо через шарниры.There are options in which the brackets are mounted on the flange by means of flat springs, or through hinges.
Существуют также варианты, в которых толкатель выполнен в виде упора, установленного в обойме, с возможностью взаимодействия с кронштейнами и фланцем, при этом обойма расположена с возможностью вращения относительно фланца, либо толкатель выполнен в виде первой платформы с тремя опорами, первые концы которых сопряжены с фланцем, а вторые концы расположены с возможностью взаимодействия с кронштейнами, при этом формы профилей вторых концов опор от края до середины изменяются по закону у=1/х2.There are also options in which the pusher is made in the form of a stop mounted in a cage, with the possibility of interaction with brackets and a flange, while the cage is rotatably relative to the flange, or the pusher is made in the form of a first platform with three supports, the first ends of which are paired with flange, and the second ends are arranged to interact with the brackets, while the shapes of the profiles of the second ends of the supports from edge to middle vary according to the law y = 1 / x 2 .
Существует также вариант, в котором толкатель выполнен в виде второй платформы с тремя роликами, расположенными с возможностью взаимодействия с фланцем и кронштейнами и установленными на второй платформе с возможностью вращения.There is also an option in which the pusher is made in the form of a second platform with three rollers arranged to interact with the flange and brackets and mounted on the second platform for rotation.
Возможен вариант, в котором толкатель сопряжен с приводом вращения с возможностью размыкания с ним.A variant is possible in which the pusher is interfaced with a rotation drive with the possibility of opening with it.
Возможен также вариант, в котором на фланце закреплен контактный элемент, а кварцевые резонаторы расположены с возможностью взаимодействия с ним электрическими выводами.A variant is also possible in which a contact element is fixed on the flange, and the quartz resonators are arranged to interact with it with electrical leads.
На фиг.1 изображен многозондовый модуль для сканирующего микроскопа.Figure 1 shows a multi-probe module for a scanning microscope.
На фиг.2 изображен вариант закрепления кронштейна на фланце.Figure 2 shows the option of fixing the bracket on the flange.
На фиг.3 - первый вариант изготовления толкателя.Figure 3 - the first embodiment of the manufacture of the pusher.
На фиг.4 - второй вариант изготовления толкателя.Figure 4 is a second embodiment of the manufacture of the pusher.
На фиг.5 изображено рабочее положение зонда.Figure 5 shows the working position of the probe.
На фиг.6 изображен многозондовый модуль в составе СЗМ.Figure 6 shows the multi-probe module in the SPM.
Многозондовый модуль для сканирующего микроскопа содержит трубчатый пьезосканер 1, состоящий из первой пьезотрубки 2, закрепленной первым концом 3 на базовом элементе 4. Второй конец 5 первой пьезотрубки 2 посредством переходника 6 соединен с первым концом 7 второй пьезотрубки 8, на втором конце 9 которой закреплен фланец 10. На фланце 10 установлена кассета 11 с зондами 12, состоящая из набора кронштейнов 13, в которых эти зонды могут быть закреплены посредством клея.The multi-probe module for a scanning microscope contains a tubular piezoscanner 1, consisting of a
Зонды 12 выполнены в виде кварцевых резонаторов с остриями 14. В одном из вариантов кронштейны 13 установлены на фланце 10 посредством плоских пружин 15. Плоские пружины 15 закреплены на кронштейнах 13 винтами 16 через первые прокладки 17, а на фланце 10 винтами 18 через вторые прокладки 19. Одновременно на фланце 10 посредством винтов 18 установлены стойки 20, на которых закреплен контактный элемент 21 с контактными площадками (не показаны). Кварцевые резонаторы 12 установлены таким образом, что возможно осуществление электрического соединения их выводов 22 с контактными площадками элемента 21.The probes 12 are made in the form of quartz resonators with
На фланце 10 установлен также толкатель 23, выполненный, например, в виде обоймы 24 с упором 25. При этом первый упор 25 (например, шар) расположен в отверстии 26 с возможностью вращения обоймы 24, которая установлена во фланце 10 и сопряжена с приводом вращения 27, закрепленным на основании 28. Это сопряжение осуществлено посредством захвата 29, расположенного с возможностью взаимодействия со шлицом 30, выполненным в переходнике 31, соединенном со штоком 32 привода 27. В основании 28 может быть установлена направляющая 33 с возможностью взаимодействия с переходником 31. При этом направляющая 33 может быть закреплена в основании 28 посредством своих буртиков 34 и через упругий элемент 35, который может быть поджат приводом 27.A pusher 23 is also installed on the
Базовый элемент 4 может быть соединен с основанием 28 посредством стоек 36.The
Следует заметить, что в частном случае сканер может состоять из одной пьезотрубки (не показано).It should be noted that in a particular case the scanner may consist of one piezotube (not shown).
В одном из вариантов кронштейн 37 (фиг.2) установлен на фланце 10 (шарнирно), посредством оси 38 и захвата 39. При этом на фланце 10 может быть закреплена пружина 40 с возможностью взаимодействия с кронштейном 37 и поджатия его к обойме 24.In one embodiment, the bracket 37 (Fig. 2) is mounted on the flange 10 (pivotally) by means of the
Существует вариант, в котором толкатель выполнен в виде первой платформы 41 (фиг.3) с тремя опорами 42, первые концы 43 которых сопряжены с фланцем 10, а вторые 44 расположены с возможностью взаимодействия с кронштейнами 13 (37). При этом формы профилей вторых концов 44 от края до середины могут измеряться по закону у=1/х2.There is an option in which the pusher is made in the form of a first platform 41 (FIG. 3) with three supports 42, the first ends of which 43 are mated to the
Существует также вариант выполнения толкателя, в котором во второй платформе 45 (фиг.4) установлены три ролика 47 с возможностью вращения и взаимодействия с фланцем 10 и кронштейнами 13 (37) (Запорные кольца для невыпадения роликов не показаны).There is also an embodiment of the pusher, in which two
Многозондовый модуль 48 (фиг.6) в составе СЗМ 49 может быть установлен на блок предварительного совмещения 50 и сопряжен кассетой с зондами 51 с объектом измерения 52.The multi-probe module 48 (FIG. 6) as part of the
Пьезосканер, кварцевые резонаторы (посредством контактного элемента) и привод вращения подключены к блоку управления СЗМ (отдельно не показан).A piezoscanner, quartz resonators (via a contact element) and a rotation drive are connected to the SPM control unit (not shown separately).
Устройство работает следующим образом. Вращая обойму 24 (фиг.1), приводом 27 поднимают один из кронштейнов 10 упором таким образом, что острие 14 оказывается выше уровня остальных острий (см. также фиг.5). При этом выводы 22 кварцевых резонаторов 12 касаются контактных площадок элемента 21. От блока управления СЗМ подают переменное напряжение на вводы 22 кварцевых резонаторов 12, возбуждая их на собственной частоте. После этого осуществляют сближение острия 14 с объектом. После сближения производят сканирование поверхности объекта 52. Подробнее работу кварцевых резонаторов в качестве зондов сканирующих микроскопов см. в [3, 4].The device operates as follows. Rotating the yoke 24 (FIG. 1), the actuator 27 lifts one of the
После завершения работы одним зондом, например после выхода его из строя, осуществляют отвод объекта 52 от острия 14. Далее вращают обойму 24 и поднимают следующее острие, после чего процесс повторяют.After completing the work with one probe, for example, after its failure, the
Выполнение кассеты в виде набора кронштейнов с кварцевыми резонаторами с остриями, установленной на фланце пьезосканера, расширяет функциональные возможности устройства.The implementation of the cartridge in the form of a set of brackets with quartz resonators with points mounted on the flange of the piezoscanner expands the functionality of the device.
Использование плоских пружин упрощает конструкцию, а использование шарниров делает ее более надежной за счет возможности ее использования в высокотехнологических системах, таких как криокамеры, высоковакуумные камеры и т.п.The use of flat springs simplifies the design, and the use of hinges makes it more reliable due to the possibility of its use in high-tech systems, such as cryochambers, high-vacuum chambers, etc.
Использование упора в обойме упрощает конструкцию, а применение платформы с тремя опорами, а также в виде трех роликов повышает точность положения острия.The use of an emphasis in the clip simplifies the design, and the use of a platform with three supports, as well as in the form of three rollers, increases the accuracy of the position of the tip.
Описанные эффекты расширяют функциональные возможности устройства.The described effects expand the functionality of the device.
Сопряжение толкателя с приводом вращения с возможностью размыкания с ним уменьшает механическое влияние привода при сканировании.The coupling of the pusher with the rotation drive with the possibility of opening with it reduces the mechanical effect of the drive during scanning.
Использование контактного элемента позволяет минимизировать количество проводящих проводов и также уменьшает их механическое влияние при сканировании.The use of a contact element minimizes the number of conductive wires and also reduces their mechanical effect during scanning.
Уменьшение механических влияний повышает разрешение устройства.Reducing mechanical influences increases the resolution of the device.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2124251, 1998.1. Patent RU 2124251, 1998.
2. Патент RU 2244256, 2005.2. Patent RU 2244256, 2005.
3. Патент RU 2008763, 2003.3. Patent RU 2008763, 2003.
4. Патент RU 2251071, 2005.4. Patent RU 2251071, 2005.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123105/28A RU2306524C1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Multi-probe module for scanning microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123105/28A RU2306524C1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Multi-probe module for scanning microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2306524C1 true RU2306524C1 (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38695342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006123105/28A RU2306524C1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Multi-probe module for scanning microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2306524C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446403C2 (en) * | 2008-02-11 | 2012-03-27 | Михаил Евгеньевич Гиваргизов | Apparatus for compound action with materials |
-
2006
- 2006-06-29 RU RU2006123105/28A patent/RU2306524C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446403C2 (en) * | 2008-02-11 | 2012-03-27 | Михаил Евгеньевич Гиваргизов | Apparatus for compound action with materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2389032C2 (en) | Scanning probe microscope combined with device for modifying surface of object | |
KR101291401B1 (en) | A probe for testing electrical properties of a test sample | |
JP5909020B2 (en) | Microscope objective lens machine inspection equipment | |
US6093930A (en) | Automatic probe replacement in a scanning probe microscope | |
US7945965B2 (en) | Sensor for observations in liquid environments and observation apparatus for use in liquid environments | |
JP3892198B2 (en) | Microprobe and sample surface measuring device | |
EP0433604A2 (en) | Electrical probe incorporating scanning proximity microscope | |
US7246517B2 (en) | Atomic force microscope with probe with improved tip movement | |
CN102654516B (en) | Displacement detecting mechanism and use the sweep type probe microscope of this displacement detecting mechanism | |
KR20160032027A (en) | Scanning probe microscope prober employing self-sensing cantilever | |
RU2498321C2 (en) | Multifunctional scanning probe microscope | |
US5621210A (en) | Microscope for force and tunneling microscopy in liquids | |
RU2572522C2 (en) | Scanning probe microscope combined with device of object surface modification | |
JP2010122220A (en) | Apparatus and method for measuring mechanical property of material | |
RU2306524C1 (en) | Multi-probe module for scanning microscope | |
EP2482080B1 (en) | Scanning probe microscope combined with a device for modification of the object surface | |
KR20150036125A (en) | High throughput microscopy device | |
CN107407696A (en) | With the scanning probe microscopy being combined for changing the device of body surface | |
CN208969197U (en) | Detection device | |
JP2012503189A (en) | Method for inspecting a plurality of electronic components having a repetitive pattern under a predetermined temperature condition | |
RU2653190C1 (en) | Scanning probe microscope combined with sample surface modification device | |
EP1436636B1 (en) | Method and apparatus for sub-micron imaging and probing on probe station | |
RU2244256C1 (en) | Multi-probe contour-type sensor for scanning probing microscope | |
RU2538412C1 (en) | Scanning probe microscope with multiple-probe sensor operating device | |
KR102092656B1 (en) | Probe apparatus and optical microscopy comprising the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120630 |