RU2446403C2 - Apparatus for compound action with materials - Google Patents

Apparatus for compound action with materials Download PDF

Info

Publication number
RU2446403C2
RU2446403C2 RU2008104393/28A RU2008104393A RU2446403C2 RU 2446403 C2 RU2446403 C2 RU 2446403C2 RU 2008104393/28 A RU2008104393/28 A RU 2008104393/28A RU 2008104393 A RU2008104393 A RU 2008104393A RU 2446403 C2 RU2446403 C2 RU 2446403C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
materials
installation
scanning
objects
complex actions
Prior art date
Application number
RU2008104393/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008104393A (en
Inventor
Михаил Евгеньевич Гиваргизов (RU)
Михаил Евгеньевич Гиваргизов
Original Assignee
Михаил Евгеньевич Гиваргизов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Евгеньевич Гиваргизов filed Critical Михаил Евгеньевич Гиваргизов
Priority to RU2008104393/28A priority Critical patent/RU2446403C2/en
Priority to PCT/RU2009/000059 priority patent/WO2009102238A1/en
Publication of RU2008104393A publication Critical patent/RU2008104393A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2446403C2 publication Critical patent/RU2446403C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q70/00General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
    • G01Q70/02Probe holders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: apparatus includes a scanning probe microscope, at least one scanning device, an object holder and at least one apparatus for processing and transmitting electrical signals. The scanning device is in form of a cantilever mounted on a base, which can turn about its longitudinal axis and the vertical axis of the base. At the end of the cantilever there is a head with at least one holder which is in form of a cantilever, on the free end of which there is a multifunctional unit with at least one scanning element. The apparatus is additionally fitted with at least one collecting tray for cassettes with scanning elements, at least one collecting tray for the multifunctional units and a vacuum tweezer.
EFFECT: versatility of the device, wider range of dimensions of analysed objects and easier use.
9 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к материаловедению, в частности к прецизионному инструментарию для диагностики материалов различной природы, представленных в виде тонких пленок, и может быть использовано для решения научных и производственно-технологических задач, в частности в микро- и наноэлектронике, материаловедении, биологии, медицине, а также в биомолекулярной технологии.The invention relates to materials science, in particular to precision instruments for the diagnosis of materials of various nature, presented in the form of thin films, and can be used to solve scientific and industrial-technological problems, in particular in micro- and nanoelectronics, materials science, biology, medicine, and also in biomolecular technology.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В качестве одного из современных научных инструментов для изучения свойств и структур тонких пленок различного происхождения применяются так называемые микроскопы ближнего оптического поля (МБОП), являющиеся разновидностью сканирующих зондовых проборов (СЗП). Особую роль среди СЗП играет атомно-силовой микроскоп (АСМ).As one of the modern scientific tools for studying the properties and structures of thin films of various origins, the so-called near-field optical microscopes (MBOFs) are used, which are a type of scanning probe partitions (SZP). A special role among the FFP is played by the atomic force microscope (AFM).

В настоящее время из уровня техники известны устройства, реализующие специализированный подход к реализации комплексного подхода в исследовании материалов на основе анализа тонких пленок из таких материалов [Patent US 6406795. Jun. 18, 2002]. В этом изобретении представлена установка, включающая сканирующий зондовый микроскоп, сканирующее устройство и держатель объекта (подложку), в качестве которого используется тонкая пленка с возможностью ее углового смещения относительно поддерживающей балки базового слоя. Такая подложка, имея дополнительные степени свободы, предоставляет больше возможностей, в частности наличие тонкой пленки в качестве предметного столика. Однако ее конструкция не является универсальной, сложна в обращении и в производстве и предназначена для решения узкоспециализированных задач.Currently, the prior art devices that implement a specialized approach to implementing an integrated approach in the study of materials based on the analysis of thin films of such materials [Patent US 6406795. Jun. 18, 2002]. The invention provides an apparatus including a scanning probe microscope, a scanning device and an object holder (substrate), which is used as a thin film with the possibility of its angular displacement relative to the supporting beam of the base layer. Such a substrate, having additional degrees of freedom, provides more opportunities, in particular the presence of a thin film as a stage. However, its design is not universal, difficult to handle and in production, and is designed to solve highly specialized problems.

Наиболее близкими являются сканирующие зондовые микроскопы (СЗМ) фирмы Veeco. В мире работает более восьми тысяч сканирующих зондовых микроскопов Veeco. Эта продукция ориентирована на широкий круг приложений: материаловедение, изучение и создание полупроводников и полимерных материалов, медико-биологические исследования. Наиболее универсальный СЗМ Veeco, применяемый во всех областях исследований, - микроскоп высокого разрешения MultiMode с блоком управляющей электроники Nanoscope V. Специально для исследований полупроводниковых материалов разработана серия СЗМ Dimension. Приборы имеют специальный вакуумный держатель для пластин, а также моторизованное и программируемое основание. На СЗМ Dimension устанавливаются дополнительные электронные модули, при помощи которых реализуются методы сканирующей емкостной микроскопии, микроскопии сопротивления растекания, туннельной атомно-силовой микроскопии. Для нанолитографии выпускается специальный гибридный сканер с системой датчиков и обратной связи, обеспечивающей высокую степень линеаризации по трем осям, причем для нанолитографии и наноманипуляций разработано специальное программное обеспечение. Для работы в условиях контролируемой среды выпускается СЗМ Enviroscope, снабженный камерой для создания вакуума (до 10-5 Торр). Для медико-биологических исследований выпущен атомно-силовой микроскоп принципиально нового дизайна Bioscope II, позволяющий совмещать СЗМ практически со всеми оптическими методиками без ущерба для последних. СР-Р и Caliber - приборы нижней ценовой категории - также отвечают стандартам качества и рассчитаны на широкий спектр приложений.The closest are scanning probe microscopes (SPM) from Veeco. More than eight thousand Veeco scanning probe microscopes work in the world. These products are focused on a wide range of applications: materials science, the study and creation of semiconductors and polymeric materials, biomedical research. The most versatile SPM Veeco, used in all fields of research, is a MultiMode high-resolution microscope with a control electronics unit Nanoscope V. Specially designed for research on semiconductor materials, the SPM Dimension series has been developed. The devices have a special vacuum holder for plates, as well as a motorized and programmable base. Additional electronic modules are installed on the SPM Dimension, with the help of which the methods of scanning capacitive microscopy, microscopy of spreading resistance, tunnel atomic force microscopy are implemented. A special hybrid scanner with a system of sensors and feedback is produced for nanolithography, which provides a high degree of linearization along three axes, and special software has been developed for nanolithography and nanomanipulations. To work in a controlled environment, the Enviroscope SPM is equipped with a camera for creating a vacuum (up to 10-5 Torr). For biomedical research, an atomic force microscope of a fundamentally new design, Bioscope II, has been released, which allows you to combine SPM with almost all optical methods without harming the latter. CP-P and Caliber - devices of the lower price category - also meet quality standards and are designed for a wide range of applications.

Однако для вышеуказанных устройств можно выделить следующие недостатки: сложность перенастройки при исследовании различных материалов, в частности при необходимости исследования после физико-химических свойств неорганических материалов свойств биологических материалов, наличие в настройке значительного количества ручных операций, в результате чего увеличивается время, необходимое на одно исследование, и соответственно возрастает его себестоимость.However, for the above devices, the following disadvantages can be distinguished: the difficulty of reconfiguring the study of various materials, in particular, if it is necessary to study the properties of biological materials after the physicochemical properties of inorganic materials, the presence of a significant number of manual operations in the setup, which increases the time required for one study , and accordingly its cost increases.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Техническими задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение, являются обеспечение универсальности устройства, расширение диапазона размеров исследуемых объектов при снижении времени на исследование одного объекта, повышение простоты и удобства использования и снижение себестоимости исследования. Кроме того, предлагаемое изобретение направлено на решение задачи автоматизации процесса комплексных действий с материалами, в частности таких операций, как выбор, установка и смена сканирующего элемента. Поставленные задачи решаются за счет того, что в установке для реализации комплексных действий с материалами, включающей сканирующий зондовый микроскоп, по крайней мере, одно сканирующее устройство, держатель объекта и, по крайней мере, одно средство обработки и передачи электрических сигналов, сканирующее устройство выполнено в виде закрепленной на основании консоли, выполненной с возможностью поворота вокруг ее продольной оси и возможностью поворота вокруг вертикальной оси основания, на свободном конце консоли закреплена головка с, по крайней мере, одним держателем, выполненным в виде консоли, на свободном конце которого размещен многофункциональный блок с, по крайней мере, одним сканирующим элементом, а установка дополнительно снабжена, по крайней мере, одним приемным лотком для кассет со сканирующими элементами, по крайней мере, одним приемным лотком для многофункциональных блоков, и, по крайней мере, одним вакуумным пинцетом. Поставленные задачи также решаются за счет того, что многофункциональный блок может быть выполнен в виде съемного корпуса с размещенным в нем лазером необходимого диапазона свечения, комплексом зеркал, встроенными фотодиодами, по крайней мере, одно средство обработки и передачи электрических сигналов, по крайней мере, одним резонатором, по крайней мере, одним микродвижком с возможностью изменения положения сканирующего элемента относительно корпуса по каждой из трех осей координат и вокруг вертикальной оси, микрокамеру, интерфейс обмена данными. При этом корпус многофункционального блока может быть выполнен составным с обеспечением независимого положения, по крайней мере, части, несущей сканирующий элемент, относительно других частей корпуса, например, посредством шарнирного соединения. При этом возможна реализация установки, что, по крайней мере, одна часть корпуса многофункционального блока имеет средство непосредственной фиксации (контакта) своего положения относительно материала (объекта) или предмета, на котором может находиться материал (объект). Кроме того, держатели блоков установки для реализации комплексных действий с материалами могут быть выполнены разновеликими по длине и закреплены в головке радиально с последовательным чередованием по длине. В качестве сканирующего элемента в установке для реализации комплексных действий с материалами могут быть использованы кантилеверы, размещенные на ленте или в контейнере. Установка для реализации комплексных действий с материалами также может быть дополнительно снабжена экраном, изолирующим зону реализации комплексных действий с материалами.The technical problems to which the present invention is directed are to ensure the universality of the device, expanding the range of sizes of the studied objects while reducing the time to study one object, increasing the simplicity and ease of use and reducing the cost of research. In addition, the invention is aimed at solving the problem of automating the process of complex actions with materials, in particular operations such as selecting, installing and changing a scanning element. The tasks are solved due to the fact that in the installation for implementing complex actions with materials, including a scanning probe microscope, at least one scanning device, an object holder and at least one means for processing and transmitting electrical signals, the scanning device is made in the form fixed on the base of the console, made with the possibility of rotation around its longitudinal axis and the possibility of rotation around the vertical axis of the base, on the free end of the console is fixed to the head, at least one holder, made in the form of a console, on the free end of which is placed a multifunctional unit with at least one scanning element, and the installation is additionally equipped with at least one receiving tray for cassettes with scanning elements, at least , one receiving tray for multi-function units, and at least one vacuum tweezers. The tasks are also solved due to the fact that the multifunctional unit can be made in the form of a removable housing with a laser of the required luminescence range, a complex of mirrors, integrated photodiodes, at least one means of processing and transmitting electrical signals, at least one resonator, at least one micromotor with the ability to change the position of the scanning element relative to the housing along each of the three coordinate axes and around the vertical axis, a micro camera, an interface on the data. In this case, the housing of the multifunctional block can be made integral to ensure an independent position of at least the part supporting the scanning element relative to other parts of the housing, for example, by means of a swivel joint. In this case, it is possible to realize the installation that at least one part of the housing of the multifunctional unit has a means of directly fixing (contacting) its position relative to the material (object) or object on which the material (object) can be. In addition, the holders of the unit blocks for the implementation of complex actions with materials can be made of different lengths and mounted in the head radially with sequential alternation in length. As a scanning element in the installation for the implementation of complex actions with materials, cantilevers placed on a tape or in a container can be used. Installation for the implementation of complex actions with materials can also be additionally equipped with a screen that isolates the area for the implementation of complex actions with materials.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На чертеже изображен общий вид установки для реализации комплексных действий с материалами, где (1) - многофункциональный блок, (2) - основание, (3) - консоль, (4) - головка, (5) - держатель, (6) - лоток для съемных кассет со сканирующими элементами, (7) - вакуумный пинцет для установки сканирующих элементов, (8) - вакуумный пинцет для установки многофункциональных блоков.The drawing shows a General view of the installation for the implementation of complex actions with materials, where (1) is a multifunctional unit, (2) is the base, (3) is the console, (4) is the head, (5) is the holder, (6) is the tray for removable cartridges with scanning elements, (7) - vacuum tweezers for installing scanning elements, (8) - vacuum tweezers for installing multi-function blocks.

Лучший вариант осуществления изобретения.The best embodiment of the invention.

Установка для реализации комплексных действий с материалами включает сканирующий зондовый микроскоп (не показан), держатель объекта (не показан), по крайней мере, одно средство обработки и передачи электрических сигналов (не показано) и сканирующее устройство.Installation for implementing complex actions with materials includes a scanning probe microscope (not shown), an object holder (not shown), at least one means for processing and transmitting electrical signals (not shown) and a scanning device.

Сканирующее устройство установки для реализации комплексных действий с материалами включает основание (2), на котором закреплена, по крайней мере, одна консоль (3). На свободном конце консоли (3) закреплена головка (4) с, по крайней мере, одним держателем (5), на котором размещен многофункциональный блок (1) с, по крайней мере, одним сканирующим элементом (не показан). Установка снабжена, по крайней мере, одним приемным лотком (6) для кассет со сканирующими элементами, по крайней мере, одним приемным лотком (не показан) для многофункциональных блоков и, по крайней мере, одним вакуумным пинцетом (7).The scanning device of the installation for the implementation of complex actions with materials includes a base (2) on which at least one console (3) is fixed. At the free end of the console (3), a head (4) is fixed with at least one holder (5), on which a multifunction block (1) with at least one scanning element (not shown) is placed. The installation is equipped with at least one receiving tray (6) for cassettes with scanning elements, at least one receiving tray (not shown) for multi-function blocks and at least one vacuum tweezers (7).

Консоль (3) выполнена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси основания (2), что позволяет подводить консоль в зону установки сканирующих элементов и замены многофункциональных блоков и зону реализации комплексных действий с объектом. Кроме того, консоль (3) выполнена поворотной с возможностью вращения вокруг ее продольной оси, что позволяет должным образом позиционировать многофункциональный блок (1) в зоне установки сканирующих элементов и замены многофункциональных блоков и в зоне реализации комплексных действий с объектом.The console (3) is made with the possibility of rotation around the vertical axis of the base (2), which allows you to bring the console into the installation area of the scanning elements and replace the multifunctional blocks and the implementation area of complex actions with the object. In addition, the console (3) is rotatable with the possibility of rotation around its longitudinal axis, which allows you to properly position the multifunctional unit (1) in the installation area of the scanning elements and the replacement of multifunctional units and in the area of complex actions with the object.

В головке (4) закрепляется, по крайней мере, один держатель (5), который представляет собой консоль, на свободном конце которой размещен многофункциональный блок (1) с, по крайней мере, одним сканирующим элементом. Для лабораторного варианта установки может быть достаточно одного держателя. Промышленный вариант установки для анализа пластин может содержать, например, девять держателей, в этом случае держатели выполняются разновеликими по длине и закрепляются в головке радиально с последовательным чередованием по длине. Данная конструкция держателей позволяет проводить исследование одновременно в девяти различных точках исследуемого объекта и, кроме того, позволяет исследовать образцы большего по сравнению с традиционными размера.At least one holder (5) is fixed in the head (4), which is a console, on the free end of which there is a multifunction unit (1) with at least one scanning element. For the laboratory version of the installation, one holder may be sufficient. An industrial version of a setup for analyzing plates may contain, for example, nine holders, in which case the holders are made of different lengths and are fixed radially in the head with sequential alternation in length. This design of the holders allows the study to be carried out simultaneously at nine different points of the object under study and, in addition, allows the study of samples larger than traditional sizes.

Многофункциональный блок представляет собой съемный корпус, в котором размещены лазер необходимого диапазона свечения, комплекс зеркал, встроенные фотодиоды, по крайней мере, одно средство обработки и передачи электрических сигналов, по крайней мере, один резонатор, микрокамеру и интерфейс обмена данными. Кроме того, корпус многофункционального блока снабжен, по крайней мере, одним микродвижком, обеспечивающим возможность изменения положения сканирующего элемента относительно корпуса по каждой из трех осей координат, а также вокруг вертикальной оси. При этом корпус многофункционального блока может выполняться составным из, по крайней мере, двух частей, одна из которых, несущая сканирующий элемент, шарнирно скреплена с другой. Это позволяет обеспечить независимое положение, по крайней мере, части, несущей сканирующий элемент, относительно других частей корпуса, что в свою очередь повышает точность позиционирования сканирующего элемента.The multifunctional unit is a removable housing in which a laser of the required luminescence range, a complex of mirrors, integrated photodiodes, at least one means of processing and transmitting electrical signals, at least one resonator, a micro-camera and a data exchange interface are placed. In addition, the housing of the multifunctional unit is equipped with at least one micromotor, providing the ability to change the position of the scanning element relative to the housing along each of the three coordinate axes, as well as around the vertical axis. In this case, the housing of the multifunctional unit can be made integral of at least two parts, one of which, carrying the scanning element, is pivotally attached to the other. This allows you to ensure the independent position of at least the part carrying the scanning element relative to other parts of the housing, which in turn increases the accuracy of the positioning of the scanning element.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Процесс исследования начинается с загрузки в лотки (6) съемных кассет с лентами, несущими сканирующие элементы. При этом могут быть одновременно загружены кассеты со сканирующими элементами для анализа сразу нескольких физических параметров исследуемого объекта. В частности, такими физическими параметрами могут быть морфология (топография) поверхности, анализируемая с использованием сил межатомного взаимодействия, магнитное распределение на поверхности объекта, его электрические, химические, биологические и иные свойства.The research process begins with loading into trays (6) removable cartridges with tapes carrying scanning elements. In this case, cassettes with scanning elements can be simultaneously loaded for analysis of several physical parameters of the object under study. In particular, such physical parameters can be the surface morphology (topography), analyzed using interatomic forces, the magnetic distribution on the surface of an object, its electrical, chemical, biological and other properties.

Кроме того, осуществляется установка исследуемого объекта, которая может происходить как одновременно, так и последовательно с загрузкой съемных кассет.In addition, the installation of the studied object is carried out, which can occur both simultaneously and sequentially with the loading of removable cartridges.

Затем происходит установка многофункциональных блоков, для чего консоль (3) поворачивается вокруг оси основания (2) таким образом, чтобы головка (4) с держателями (5) оказалась в зоне установки сканирующих элементов и замены многофункциональных блоков. При этом во время поворота консоли вокруг оси основания происходит одновременный поворот вокруг ее продольной оси, что обеспечивает разворот держателей (5) в позицию, при которой посадочные площадки под многофункциональные блоки оказываются в верхней горизонтальной плоскости. После остановки консоли и разворота держателей с помощью вакуумного пинцета (8) происходит установка многофункциональных блоков на соответствующие посадочные площадки, которые могут содержать электрические разъемы. При этом возможно отсутствие таких разъемов, если используется радиопередача сигнала от многофункциональных блоков к анализирующему устройству. Затем посредством вакуумного пинцета (7) происходит установка в многофункциональные блоки сканирующих элементов. В случае, если требуется одновременное исследование различных параметров объекта, в многофункциональный блок могут быть установлены, например, два сканирующих элемента.Then the multifunctional blocks are installed, for which the console (3) rotates around the axis of the base (2) so that the head (4) with holders (5) is in the installation area of the scanning elements and the replacement of the multifunctional blocks. At the same time, while the console rotates around the axis of the base, a simultaneous rotation occurs around its longitudinal axis, which ensures that the holders (5) turn to the position at which the landing pads for the multifunctional blocks are in the upper horizontal plane. After stopping the console and turning the holders with the help of vacuum tweezers (8), the multifunctional blocks are installed on the corresponding landing sites, which may contain electrical connectors. In this case, the absence of such connectors is possible if a radio signal transmission from multifunctional units to the analyzing device is used. Then, by means of vacuum tweezers (7), the scanning elements are installed in the multifunctional blocks. If simultaneous investigation of various parameters of an object is required, for example, two scanning elements can be installed in a multifunctional unit.

После установки многофункциональных блоков и сканирующих элементов консоль (3) поворачивается вокруг оси основания (2) таким образом, чтобы головка (4) с держателями (5) оказалась в зоне реализации комплексных действий с объектом. При этом во время поворота консоли вокруг оси основания происходит одновременный поворот вокруг ее продольной оси на 180°, что обеспечивает разворот держателей (5) в позицию, при которой многофункциональные блоки оказываются в нижней горизонтальной плоскости и закрепленные в них сканирующие элементы - непосредственно над поверхностью исследуемого объекта.After installing multifunctional blocks and scanning elements, the console (3) rotates around the axis of the base (2) so that the head (4) with holders (5) is in the area of complex actions with the object. At the same time, while the console rotates around the axis of the base, it rotates 180 ° around its longitudinal axis, which ensures that the holders (5) rotate to a position in which the multifunctional blocks are in the lower horizontal plane and the scanning elements fixed in them are directly above the surface of the test object.

После этого происходит непосредственное исследование объекта, по окончании которого консоль (3) поворачивается вокруг оси основания (2) таким образом, чтобы головка (4) с держателями (5) вышла из зоны реализации комплексных действий с объектом и оказалась в зоне установки сканирующих элементов и замены многофункциональных блоков. При этом во время поворота консоли вокруг оси основания происходит одновременный поворот вокруг ее продольной оси с тем, чтобы многофункциональные блоки оказались в верхней горизонтальной плоскости.After this, the object is directly examined, after which the console (3) rotates around the axis of the base (2) so that the head (4) with holders (5) leaves the zone for implementing complex actions with the object and ends up in the installation zone of the scanning elements and replacements of multifunctional blocks. At the same time, while the console rotates around the axis of the base, it rotates simultaneously around its longitudinal axis so that the multifunctional blocks are in the upper horizontal plane.

В случае обнаружения неисправности какого-либо из многофункциональных блоков происходит аварийная остановка, при которой консоль поворачивается в зону установки сканирующих элементов и замены многофункциональных блоков и разворачивается так, чтобы многофункциональные блоки оказались в верхней горизонтальной плоскости, после чего манипулятор заменяет неисправный блок, с помощью вакуумного пинцета устанавливается сканирующий элемент и процесс исследования объекта продолжается.In the event of a malfunction of any of the multifunctional units, an emergency stop occurs, in which the console rotates into the installation area of the scanning elements and replaces the multifunctional units and turns so that the multifunctional units are in the upper horizontal plane, after which the manipulator replaces the faulty unit with a vacuum the tweezers are installed by the scanning element and the process of examining the object continues.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Настоящее изобретение может быть использовано в материаловедении, в частности, для диагностики материалов различной природы при решении многих задач, когда с одной стороны необходим комплексный, а с другой - доступный (простой и дешевый) для широкого круга пользователей метод изучения образцов материалов, например биологических (в том числе ДНК, вирусов), полупроводниковых, оксидных и других образцов, и необходимо изучить как морфологию поверхности образца, так и получить информацию по его объемной структуре, причем с высоким разрешением.The present invention can be used in materials science, in particular, for the diagnosis of materials of various nature in solving many problems when, on the one hand, a comprehensive and, on the other, affordable (simple and cheap) method for studying samples of materials, for example biological ( including DNA, viruses), semiconductor, oxide and other samples, and it is necessary to study both the surface morphology of the sample and obtain information on its volume structure, and with high resolution .

Установка может быть реализована с помощью имеющихся на сегодняшний день технических средств и технологий, разработанных для сканирующей зондовой микроскопии.The installation can be implemented using currently available technical means and technologies developed for scanning probe microscopy.

Claims (9)

1. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами), включающая сканирующий зондовый микроскоп, по крайней мере, одно сканирующее устройство, держатель объекта и, по крайней мере, одно средство обработки и передачи электрических сигналов, отличающаяся тем, что сканирующее устройство выполнено в виде закрепленной на основании консоли, выполненной с возможностью поворота вокруг ее продольной оси и возможностью поворота вокруг вертикальной оси основания, на свободном конце консоли закреплена головка с, по крайней мере, одним держателем, выполненным в виде консоли, на свободном конце которого размещен многофункциональный блок с, по крайней мере, одним сканирующим элементом, а установка дополнительно снабжена, по крайней мере, одним приемным лотком для кассет со сканирующими элементами, по крайней мере, одним приемным лотком для многофункциональных блоков и вакуумным пинцетом.1. Installation for implementing complex actions with materials (objects), including a scanning probe microscope, at least one scanning device, an object holder and at least one means for processing and transmitting electrical signals, characterized in that the scanning device is made in fixed on the base of the console, made with the possibility of rotation around its longitudinal axis and the possibility of rotation around the vertical axis of the base, a head with at least e, one holder, made in the form of a console, on the free end of which is placed a multifunctional unit with at least one scanning element, and the installation is additionally equipped with at least one receiving tray for cassettes with scanning elements, at least one receiving tray for multi-function blocks and vacuum tweezers. 2. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный блок выполнен в виде съемного корпуса с размещенными в нем лазером необходимого диапазона свечения, комплексом зеркал, встроенными фотодиодами, по крайней мере, одним средством обработки и передачи электрических сигналов, по крайней мере, одним резонатором, по крайней мере, одним микродвижком с возможностью изменения положения сканирующего элемента относительно корпуса по каждой из трех осей координат и вокруг вертикальной оси, микрокамерой, интерфейсом обмена данными.2. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 1, characterized in that the multifunctional unit is made in the form of a removable housing with a laser of the required range of luminescence, a complex of mirrors, built-in photodiodes, at least one processing means and transmitting electrical signals by at least one resonator, at least one micromotor with the ability to change the position of the scanning element relative to the housing along each of the three coordinate axes and around ikalnoy axis microchamber data exchange interface. 3. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.2, отличающаяся тем, что корпус многофункционального блока выполнен составным с возможностью обеспечения независимого положения, по крайней мере, части, несущей сканирующий элемент, относительно других частей корпуса.3. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 2, characterized in that the housing of the multifunctional unit is made integral with the possibility of providing an independent position of at least the part carrying the scanning element relative to other parts of the housing. 4. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.3, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна часть корпуса многофункционального блока имеет средство непосредственной фиксации (контакта) своего положения относительно материала (объекта) или предмета, на котором может находиться материал (объект).4. Installation for the implementation of complex actions with materials (objects) according to claim 3, characterized in that at least one part of the body of the multifunctional unit has means for directly fixing (contact) its position relative to the material (object) or object on which there may be material (object). 5. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.3, отличающаяся тем, что независимое положение, по крайней мере, части, несущей сканирующий элемент, относительно других частей корпуса осуществляется посредством шарнирного соединения.5. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 3, characterized in that the independent position of at least the part carrying the scanning element relative to other parts of the housing is carried out by means of a swivel joint. 6. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.1, отличающаяся тем, что держатели блоков выполнены разновеликими по длине и закреплены в головке радиально с последовательным чередованием по длине.6. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 1, characterized in that the block holders are made of different lengths and are mounted in the head radially with sequential alternation in length. 7. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сканирующего элемента используют кантилевер, размещенный на ленте.7. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 1, characterized in that a cantilever placed on a tape is used as a scanning element. 8. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сканирующего элемента используют кантилевер, размещенный в контейнере.8. Installation for implementing complex actions with materials (objects) according to claim 1, characterized in that as a scanning element using a cantilever placed in a container. 9. Установка для реализации комплексных действий с материалами (объектами) по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена экраном, изолирующим зону реализации комплексных действий с материалами. 9. Installation for the implementation of complex actions with materials (objects) according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a screen that isolates the zone of implementation of complex actions with materials.
RU2008104393/28A 2008-02-11 2008-02-11 Apparatus for compound action with materials RU2446403C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104393/28A RU2446403C2 (en) 2008-02-11 2008-02-11 Apparatus for compound action with materials
PCT/RU2009/000059 WO2009102238A1 (en) 2008-02-11 2009-02-10 System for comprehensively handling materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104393/28A RU2446403C2 (en) 2008-02-11 2008-02-11 Apparatus for compound action with materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104393A RU2008104393A (en) 2009-08-20
RU2446403C2 true RU2446403C2 (en) 2012-03-27

Family

ID=40957153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104393/28A RU2446403C2 (en) 2008-02-11 2008-02-11 Apparatus for compound action with materials

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2446403C2 (en)
WO (1) WO2009102238A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201314302D0 (en) 2013-08-09 2013-09-25 Infinitesima Ltd Probe and sample exchange mechanism

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2306524C1 (en) * 2006-06-29 2007-09-20 ЗАО "Нанотехнология-МДТ" Multi-probe module for scanning microscope

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5253515A (en) * 1990-03-01 1993-10-19 Olympus Optical Co., Ltd. Atomic probe microscope and cantilever unit for use in the microscope
US6138503A (en) * 1997-10-16 2000-10-31 Raymax Technology, Inc. Scanning probe microscope system including removable probe sensor assembly
US7166258B2 (en) * 2001-01-31 2007-01-23 Agilent Technologies, Inc. Automation-optimized microarray package
US7658097B2 (en) * 2005-09-29 2010-02-09 Veeco Instruments Inc. Method and apparatus of high speed property mapping
RU2305752C1 (en) * 2006-01-10 2007-09-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Packer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2306524C1 (en) * 2006-06-29 2007-09-20 ЗАО "Нанотехнология-МДТ" Multi-probe module for scanning microscope

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009102238A1 (en) 2009-08-20
RU2008104393A (en) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8063383B2 (en) Inertial positioner and an optical instrument for precise positioning
US20110195850A1 (en) Compact nanofabrication apparatus
US7084661B2 (en) Scanning kelvin microprobe system and process for analyzing a surface
US7635844B2 (en) Microsystem manipulation apparatus
RU2389032C2 (en) Scanning probe microscope combined with device for modifying surface of object
Saketi et al. A flexible microrobotic platform for handling microscale specimens of fibrous materials for microscopic studies
CN108020252B (en) Sample stage, microscopic observation device and sample stage adjusting method
CN106430084A (en) Single micro/nano structure transferring device and single micro/nano structure transferring method
US7647848B2 (en) Integrated system for simultaneous inspection and manipulation
Scholl et al. AFM-based single-molecule force spectroscopy of proteins
JP2010133710A (en) Minute specimen sampler
JP2013524447A (en) Manipulator carrier for electron microscope
JP2020516290A (en) Device and method for collecting biological samples
RU2446403C2 (en) Apparatus for compound action with materials
US9046548B2 (en) System for mechanical characterization of materials and biological samples in the sub-millinewton force range
JP4752080B2 (en) Manipulation device for electron microscope fine work
EP2539720B1 (en) Method for spatially manipulating a microscopic object and device for conducting said method
EP2223179A1 (en) Method for taking a plurality of samples
Gauthier et al. Industrial tools for micromanipulation
JP2010504505A (en) Apparatus and method for capturing, transporting and depositing fine samples
JP2003140053A (en) Scanning probe microscope integrated with shaft by each of optical microscope
WO2007079269A2 (en) Atomic force microscope tip arrays and methods of manufacturing same
CN111381355B (en) Optical imaging apparatus and method
KR20060110958A (en) Freestanding thin film tester
US20090206970A1 (en) Device for coupling an attachment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140212