RU2494406C2

RU2494406C2 - Scanning probe microscope

Info

Publication number: RU2494406C2
Application number: RU2009145989/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Быков; Андрей Викторович Быков; Семен Аркадьевич Шикин
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт"
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2013-09-27
Also published as: RU2009145989A

Abstract

FIELD: nanotechnology.

SUBSTANCE: scanning probe microscope comprises a platform with a unit of preliminary approach, piezoscanner on which the crystal resonator is mounted, which is located with the ability of interaction with the probe. The crystal resonator comprises two levers of different lengths and is located at an angle not equal to 90 degrees to the sample surface, and the probe is fixed on the long lever.

EFFECT: increased reliability of the device and durability of the probes, expanding its functional capabilities.

9 dwg

Description

Изобретение относится к нанотехнологии и сканирующей зондовой микроскопии, а более конкретно к устройствам, позволяющим получать информацию о топографической структуре образца, локальной жесткости, трении, а также об оптических свойствах поверхности в режиме близкопольного оптического микроскопа.The invention relates to nanotechnology and scanning probe microscopy, and more particularly to devices that allow obtaining information about the topographic structure of the sample, local stiffness, friction, and also about the optical properties of the surface in the mode of a near-field optical microscope.

Известен сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) [1], в котором используют кварцевый резонатор в виде камертона с приклеенной к нему иглой либо оптическим волокном, закрепленным в держателе. Механическое возбуждение кварцевого резонатора происходит при помощи пьезопластины, а детектирование электромеханического отклика - по электрическим характеристикам, снимаемых с разъемов кварцевого резонатора. Рабочей резонансной частотой приведенного устройства является основная мода колебаний. Зонд в виде иглы или оптического волокна расположен по нормали к исследуемой поверхности. Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.A known scanning probe microscope (SPM) [1], in which a quartz resonator is used in the form of a tuning fork with a needle glued to it or an optical fiber fixed in a holder. The mechanical excitation of a quartz resonator occurs using a piezoelectric plate, and the detection of the electromechanical response is determined by the electrical characteristics taken from the connectors of the quartz resonator. The working resonant frequency of the reduced device is the main mode of oscillation. The probe in the form of a needle or optical fiber is located normal to the test surface. This device is selected as a prototype of the proposed solution.

Недостатком данного устройства является расположение зонда по нормали к поверхности образца, при этом рабочий конец зонда совершает колебания параллельно этой поверхности, а силы взаимодействия между зондом и образцом имеют очень узкий рабочий диапазон, при превышении которого происходит необратимая деформация зонда. Кроме этого недостатком данного устройства является ограничение доступа к рабочей области контакта зонд-образец для размещения и подвода других устройств.The disadvantage of this device is the location of the probe normal to the surface of the sample, while the working end of the probe oscillates parallel to this surface, and the interaction forces between the probe and the sample have a very narrow working range, exceeding which causes irreversible deformation of the probe. In addition, the disadvantage of this device is the restriction of access to the working area of the contact probe-sample for placement and supply of other devices.

Технический результат предложенного решения заключается в повышении надежности устройства и долговечности зондов, а также расширении его функциональных возможностей.The technical result of the proposed solution is to increase the reliability of the device and the durability of the probes, as well as expanding its functionality.

Указанный технический результат достигается тем, что в сканирующем зондовом микроскопе, включающем платформу с блоком предварительного сближения, пьезосканер, на котором установлен кварцевый резонатор с зондом, расположенный с возможностью взаимодействия с образцом, зонд расположен под углом, не равным 90°, к плоскости образца.The indicated technical result is achieved by the fact that in a scanning probe microscope including a platform with a preliminary rapprochement unit, a piezoscanner on which a quartz resonator with a probe is mounted, which is arranged to interact with the sample, the probe is located at an angle not equal to 90 ° to the plane of the sample.

Возможны варианты, в которых кварцевый резонатор содержит два плеча в виде удлиненных элементов, а зонд закреплен на одном из них под углом к их продольной оси, или с возможностью изгиба, или представляет собой изогнутый элемент.There are options in which the quartz resonator contains two arms in the form of elongated elements, and the probe is mounted on one of them at an angle to their longitudinal axis, or with the possibility of bending, or is a curved element.

Возможен также вариант, в котором кварцевый резонатор содержит по крайней мере одно плечо в виде удлиненного элемента и расположен под углом, не равным 90°, к поверхности образца, а зонд закреплен на одном из них параллельно его продольной оси.A variant is also possible in which the quartz resonator contains at least one arm in the form of an elongated element and is located at an angle not equal to 90 ° to the surface of the sample, and the probe is mounted on one of them parallel to its longitudinal axis.

Возможен также вариант, в котором кварцевый резонатор содержит два плеча разной длины и расположен под углом, не равным 90°, к поверхности образца, а зонд закреплен на одном из них параллельно его продольной оси.A variant is also possible in which the quartz resonator contains two arms of different lengths and is located at an angle not equal to 90 ° to the surface of the sample, and the probe is mounted on one of them parallel to its longitudinal axis.

Существует вариант, в котором зонд выполнен в виде первого световода, а устройство снабжено вторым вспомогательным световодом, установленным на пьезосканере посредством установочного устройства.There is an option in which the probe is made in the form of a first optical fiber, and the device is equipped with a second auxiliary optical fiber mounted on a piezoscanner by means of an installation device.

Существует также вариант, в котором вспомогательный световод установлен на платформе посредством микроподвижки.There is also an option in which the auxiliary light guide is mounted on the platform by micromotor.

На фиг.1 изображен сканирующий зондовый микроскоп в общем виде.Figure 1 shows a scanning probe microscope in General.

На фиг.2, фиг.3, фиг.4 изображены различные варианты закрепления зондов на кварцевом резонаторе.Figure 2, figure 3, figure 4 shows various options for mounting probes on a quartz resonator.

На фиг.5, фиг.6 представлены различные варианты выполнения кварцевых резонаторов.In Fig.5, Fig.6 presents various embodiments of quartz resonators.

На фиг.7, фиг.8 представлены различные варианты выполнения СЗМ со вспомогательными зондами.In Fig.7, Fig.8 presents various embodiments of SPM with auxiliary probes.

На фиг.9 изображена оптическая схема соединения элементов СЗМ.Figure 9 shows the optical diagram of the connection of the SPM elements.

Сканирующий зондовый микроскоп в общем виде состоит из платформы 1, на которой закреплены XYZ пьезосканер 2, обеспечивающий сканирование в плоскости XY и точное перемещение зонда 3 по Z-направлению, а также устройства 4 грубого подвода по Z-направлению, выполненного, например, на основе шагового двигателя, сопряженного с винтовым толкателем осевого перемещения. Кроме этого в СЗМ входит держатель кварцевого резонатора 5, состыкованный с XYZ пьезосканером 2. К держателю кварцевого резонатора 5 подсоединен кварцевый резонатор 6, а также может быть присоединена пьезопластина 7. Платформа 1 установлена на основании 8, содержащем держатель 9 образца 10. Генератор 11, блок управления сканирования 12 и усилитель напряжения входного сигнала 13 подключены соответственно к возбуждающей пьезопластине 6, XYZ пьезосканеру 2 и кварцевому резонатору 6. Держатель кварцевого резонатора 5 может представлять собой монтажную плату, на которой сделаны дорожки для монтажа. На монтажной плате при помощи пайки монтируют кварцевый резонатор и возбуждающую пьезопластину. В этом случае монтажная плата, кварцевый резонатор и возбуждающая пьезопластина являются сменным блоком. Они составляют единое целое и при замене кварцевого резонатора монтажную плату вставляют в разъем и вынимают из него. Описанные модули на чертежах не показаны, т.к. подробно представлены в прототипе [1]. Зонд 3, который может представлять собой либо заостренное оптическое волокно, либо заостренную иглу, в том числе и металлическую, может крепиться к одному плечу кварцевого резонатора 6 и быть расположенным под углом γ к поверхности образца 10, изменяющимся в диапазоне от 30 до 90 град. Подробно все элементы сканирующего зондового микроскопа описаны в [2, 3].The scanning probe microscope in general consists of a platform 1, on which an XYZ piezoscanner 2 is mounted, which provides scanning in the XY plane and precise movement of the probe 3 in the Z-direction, as well as a coarse approach device 4 in the Z-direction, made, for example, on the basis of a stepper motor coupled with a screw pusher of axial movement. In addition, the SPM includes a quartz resonator holder 5, coupled with the XYZ piezoscanner 2. A quartz resonator 6 is connected to the quartz resonator holder 5, and piezoelectric plate 7 can also be attached. Platform 1 is mounted on a base 8 containing holder 9 of sample 10. Generator 11, the scanning control unit 12 and the voltage amplifier of the input signal 13 are connected respectively to the exciting piezoelectric plate 6, XYZ piezoscanner 2 and the quartz resonator 6. The holder of the quartz resonator 5 may be a mounting lat, which are made for the track assembly. A quartz resonator and an exciting piezoelectric plate are mounted on a circuit board by soldering. In this case, the circuit board, the quartz resonator, and the exciting piezoelectric plate are interchangeable units. They form a single whole and when replacing a quartz resonator, the circuit board is inserted into the connector and removed from it. The described modules are not shown in the drawings, because presented in detail in the prototype [1]. The probe 3, which can be either a pointed optical fiber or a pointed needle, including a metal one, can be attached to one arm of the quartz resonator 6 and be located at an angle γ to the surface of the sample 10, varying in the range from 30 to 90 degrees. In detail, all elements of a scanning probe microscope are described in [2, 3].

На Фиг.2 зонд 14, представляющий собой прямое заостренное волокно или прямую заостренную иглу, закреплен на кварцевом резонаторе 15 с двумя равными плечами в двух точках 16 и 17, например, с помощью клея, обеспечивающим точечную фиксацию, причем одна точка фиксации находится на базе кварцевого резонатора, а другая на его плече, на дальнем от базы конце, причем прямая, соединяющая две точки фиксации 16 и 17, составляет угол β к направлению продольной оси кварцевого резонатора O1-O1. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 0-10 град. В качестве клея можно использовать эпоксидную смолу.In figure 2, the probe 14, which is a direct pointed fiber or a straight pointed needle, is mounted on a quartz resonator 15 with two equal shoulders at two points 16 and 17, for example, using glue that provides point fixation, and one fixation point is located on the base quartz resonator, and the other on its shoulder, at the end farthest from the base, and the straight line connecting the two fixation points 16 and 17 makes an angle β to the direction of the longitudinal axis of the quartz resonator O1-O1. The most preferred value of this angle may be in the range of 0-10 degrees. As glue, you can use epoxy resin.

На Фиг.3 зонд 18, представляющий собой изначально прямое гибкое заостренное волокно или иглу, закреплен на плече 19 кварцевого резонатора 15 в двух точках 20, 21, например, с помощью клея, обеспечивающего точечную фиксацию. Причем одна точка фиксации 20 находится на базе кварцевого резонатора 15, а другая 21 на его плече 19, на дальнем от базы конце. При этом в первой точке 20 на базе резонатора 15 зонд 18 фиксируется вплотную к резонатору, а во второй точке 21 зонд 18 фиксируется к резонатору с помощью дополнительного промежуточного элемента 22, обеспечивая изгиб зонда 18 и наклон его заостренного конца на угол γ к направлению продольной оси кварцевого резонатора O1-O1. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 0-15 град.In Fig. 3, the probe 18, which is an initially straight, flexible, pointed fiber or needle, is fixed on the shoulder 19 of the quartz resonator 15 at two points 20, 21, for example, by means of an adhesive that provides point-fixing. Moreover, one fixation point 20 is located at the base of the quartz resonator 15, and the other 21 at its shoulder 19, at the end farthest from the base. In this case, at the first point 20 on the basis of the resonator 15, the probe 18 is fixed close to the resonator, and at the second point 21, the probe 18 is fixed to the resonator using an additional intermediate element 22, ensuring the probe 18 is bent and its pointed end is tilted by an angle γ to the direction of the longitudinal axis quartz resonator O1-O1. The most preferred value of this angle may be in the range of 0-15 degrees.

На Фиг.4 зонд 23, представляющий собой волокно или иглу с изначально изогнутым заостренным кончиком, закреплен на плече 19 кварцевого резонатора 15 в двух точках 24, 25, например, с помощью клея, обеспечивающего точечную фиксацию. Причем одна точка фиксации 24 находится на базе кварцевого резонатора 15, а другая 25 на его плече, на дальнем от базы конце. При этом изначальный изгиб 26 кончика волокна или иглы приходится на незакрепленный конец зонда 23, обеспечивая наклон его заостренного конца на угол δ к направлению продольной оси кварцевого резонатора O1-O1. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 0-15 град.In Fig. 4, the probe 23, which is a fiber or a needle with an initially curved pointed tip, is mounted on the shoulder 19 of the quartz resonator 15 at two points 24, 25, for example, using glue that provides pin fixation. Moreover, one fixation point 24 is located at the base of the quartz resonator 15, and the other 25 at its shoulder, at the end farthest from the base. In this case, the initial bend 26 of the tip of the fiber or needle falls on the loose end of the probe 23, ensuring the inclination of its pointed end by an angle δ to the direction of the longitudinal axis of the quartz resonator O1-O1. The most preferred value of this angle may be in the range of 0-15 degrees.

На Фиг.5 зонд 27, представляющий собой прямое заостренное волокно или прямую заостренную иглу, закреплен на кварцевом резонаторе 28 с одним плечом 29 в двух точках 30, например, с помощью клея. Одна точка находится на базе кварцевого резонатора, а другая на его плече 29, на дальнем от базы конце. Причем сам резонатор 28 закреплен на своем держателе 31 таким образом, что его зонд 27 наклонен на угол s по отношению к поверхности образца. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 45-90 град.5, the probe 27, which is a straight pointed fiber or a straight pointed needle, is mounted on a quartz resonator 28 with one arm 29 at two points 30, for example, with glue. One point is at the base of the quartz resonator, and the other at its shoulder 29, at the end farthest from the base. Moreover, the resonator 28 is mounted on its holder 31 so that its probe 27 is inclined at an angle s with respect to the surface of the sample. The most preferred value of this angle may be in the range of 45-90 degrees.

На Фиг.6 зонд 27, представляющий собой прямое заостренное волокно или прямую заостренную иглу, закреплен на одном плече кварцевого резонатора 32 в двух точках 30, например, с помощью клея, при этом плечи 33, 34 имеют разную длину. Одна точка находится на базе кварцевого резонатора, а другая на его длинном плече 34, на дальнем от базы конце. Причем резонатор закреплен на своем держателе 31 таким образом, что зонд 27 наклонен на угол η по отношению к поверхности образца 10. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 45-90 град.6, the probe 27, which is a straight pointed fiber or a straight pointed needle, is mounted on one shoulder of the quartz resonator 32 at two points 30, for example, using glue, while the shoulders 33, 34 have different lengths. One point is located at the base of the quartz resonator, and the other at its long shoulder 34, at the end farthest from the base. Moreover, the resonator is mounted on its holder 31 so that the probe 27 is inclined at an angle η relative to the surface of the sample 10. The most preferred value of this angle can be in the range of 45-90 degrees.

На Фиг.7 зонд 35, представляющий собой прямое заостренное волокно -преимущественно световод, закреплен на одном плече кварцевого резонатора 32 с двумя не равными плечами 33, 34 в двух точках 30, например, с помощью клея, обеспечивающим точечную фиксацию, причем одна точка фиксации находится на боковом торце базы кварцевого резонатора, а другая на его более длинном плече, на дальнем от базы конце. Причем резонатор закреплен на своем держателе 36 таким образом, что его зонд 35 наклонен на угол η по отношению к поверхности образца 10. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 45-90 град. Первый вспомогательный зонд 37, представляющий собой прямое заостренное волокно, закреплен на держателе 36 посредством установочного устройства 38. В качестве устройства 38 может быть использован кронштейн, на котором посредства клея (эпоксидной смолы) закреплен зонд 37. Точное его положение относительно зонда 35 может быть обеспечено фиксацией кончика зонда 37 в процессе полимеризации клея.In Fig. 7, probe 35, which is a direct pointed fiber, mainly a fiber, is mounted on one shoulder of a quartz resonator 32 with two unequal arms 33, 34 at two points 30, for example, with glue that provides point fixation, with one fixing point located on the side of the base of the quartz resonator, and the other on its longer shoulder, at the end farthest from the base. Moreover, the resonator is mounted on its holder 36 so that its probe 35 is inclined at an angle η relative to the surface of the sample 10. The most preferred value of this angle can be in the range of 45-90 degrees. The first auxiliary probe 37, which is a direct pointed fiber, is mounted on the holder 36 by means of the mounting device 38. As a device 38, a bracket can be used on which the probe 37 is fixed by means of glue (epoxy). Its exact position relative to the probe 35 can be ensured fixing the tip of the probe 37 during the polymerization of glue.

На Фиг.8 зонд 39, представляющий собой прямое заостренное волокно - световод или прямую заостренную иглу, закреплен на одном плече кварцевого резонатора 32 с двумя не равными плечами. Сам резонатор 32 закреплен на своем держателе 31 таким образом, что его продольная ось наклонена на угол η по отношению к поверхности образца 10. Наиболее предпочтительное значение этого угла может быть в диапазоне 30-60 град. Второй вспомогательный зонд 40, представляющий собой прямое заостренное волокно, закреплен на платформе сканирующей головки 41 посредством микроподвижки 42, обеспечивающей трехкоординатное перемещение второго зонда 40 относительно зонда 39. Причем только зонд 39 механически зафиксирован по отношению к трехкоординатному пьезосканеру 2, обеспечивая сканирование поверхности образца 10 при неподвижном втором зонде 40.In Fig. 8, the probe 39, which is a direct pointed fiber — a light guide or a direct pointed needle — is mounted on one shoulder of a quartz resonator 32 with two unequal shoulders. The resonator 32 itself is mounted on its holder 31 so that its longitudinal axis is inclined at an angle η with respect to the surface of the sample 10. The most preferred value of this angle can be in the range of 30-60 degrees. The second auxiliary probe 40, which is a direct pointed fiber, is mounted on the platform of the scanning head 41 by means of a micromotor 42, providing three-coordinate movement of the second probe 40 relative to the probe 39. Moreover, only the probe 39 is mechanically fixed with respect to the three-coordinate piezoscanner 2, allowing scanning of the surface of the sample 10 at motionless second probe 40.

В одном из применений (Фиг.9) зонд 3 в виде оптического волокна сопряжен посредством трехкоординатной подвижки 43 с первым объективом 44 и лазером 45. Держатель образца 46 с образцом 10 установлен на двухкоординатном столе 47. Образец 10 оптически сопряжен посредством второго объектива 48 и полупрозрачного зеркала 49 с видеомодулем 50 и фотоумножителем 51. Элементы 48 и 49 могут быть элементами инвертированного оптического микроскопа Olympus 1X-71.In one application (FIG. 9), a probe 3 in the form of an optical fiber is paired by a three-axis slide 43 with a first lens 44 and a laser 45. A sample holder 46 with a sample 10 is mounted on a two-coordinate table 47. A sample 10 is optically paired with a second lens 48 and a translucent mirrors 49 with video module 50 and photomultiplier 51. Elements 48 and 49 can be elements of an Olympus 1X-71 inverted optical microscope.

Сканирующий зондовый микроскоп работает следующим образом. Генератор 11 (Фиг.1) подает напряжение на пьезопластину 7 на частоте резонанса кварцевого резонатора 6, механические колебания через держатель 5 возбуждают механический резонанс на кварцевом резонаторе 6, который вырабатывает электрический отклик, подаваемый на усилитель-преобразователь 13. При этом прикрепленный к кварцевому резонатору 6 зонд 3 совершает колебательные движения, причем амплитуда колебаний рабочего конца зонда непосредственно возле поверхности исследуемого образца 10 составляет единицы нанометров. При приближении с помощью шагового двигателя 4 зонда 3 к образцу 10 возникают силы механического взаимодействия между зондом 3 и образцом 10, которые приводят к уменьшению амплитуды колебаний кончика зонда 3, и, соответственно, и амплитуды колебаний кварцевого резонатора 6 и амплитуды электрического сигнала, снимаемого с кварцевого резонатора 6. Система обратной связи поддерживает постоянный уровень амплитуды электрического сигнала, снимаемого с кварцевого резонатора 6, а следовательно, и амплитуды кончика зонда 3 и силы взаимодействия между зондом 3 и образцом 6, путем перемещения зонда 3 по направлению нормали к поверхности образца 10 с помощью блока управления 12 и Z обкладки трехкоординатного сканера 2. В случае, когда кончик зонда 3 направлен не по нормали к поверхности образца 10, колебания кончика зонда 3 не параллельны поверхности образца 10. При этом для той же амплитуды колебаний заметно уменьшается сила взаимодействия зонд-образец, что уменьшает вероятность повреждения зонда 3 и/или поверхности образца 10. Также при этом увеличивается рабочий диапазон используемых в обратной связи величин сил взаимодействия зонд-образец. При работе с двумя зондами (фиг.7, фиг.8) сигнал, отраженный от объекта 10 может поступать в видеомодуль 48 и фотоумножитель 49 непосредственно через световоды 36 и 40 (не показано). Подробно работу сканирующих зондовых микроскопов аналогичного применения см. в [1. 2. 3].Scanning probe microscope works as follows. The generator 11 (FIG. 1) supplies voltage to the piezoelectric plate 7 at the resonance frequency of the quartz resonator 6, mechanical vibrations through the holder 5 excite mechanical resonance on the quartz resonator 6, which generates an electrical response supplied to the amplifier-converter 13. At the same time, it is attached to the quartz resonator 6, probe 3 oscillates, and the amplitude of oscillations of the working end of the probe directly near the surface of the sample 10 is several nanometers. When approaching, using a stepper motor 4 of the probe 3, to the sample 10, mechanical forces arise between the probe 3 and sample 10, which lead to a decrease in the amplitude of oscillations of the tip of the probe 3, and, accordingly, the amplitude of oscillations of the quartz resonator 6 and the amplitude of the electric signal taken from quartz resonator 6. The feedback system maintains a constant level of amplitude of the electric signal taken from the quartz resonator 6, and therefore the amplitude of the tip of the probe 3 and the interaction force between probe 3 and sample 6, by moving the probe 3 in the direction normal to the surface of the sample 10 using the control unit 12 and Z of the lining of the three-coordinate scanner 2. In the case when the tip of the probe 3 is not normal to the surface of the sample 10, the oscillations of the tip of the probe 3 are not parallel to the surface of the sample 10. Moreover, for the same amplitude of oscillation, the force of the probe-sample interaction decreases noticeably, which reduces the likelihood of damage to the probe 3 and / or the surface of the sample 10. Also, the working range used in the reverse th communication variables forces the tip-sample interaction. When working with two probes (Fig.7, Fig.8), the signal reflected from the object 10 can enter the video module 48 and the photomultiplier 49 directly through the optical fibers 36 and 40 (not shown). For details on the operation of scanning probe microscopes of a similar application, see [1. 2. 3].

Расположение зонда под углом к поверхности образца, не равным 90 град. повышает надежность и долговечность зонда, а за счет возможности измерения более широкого круга образцов с развитыми поверхностями расширяет функциональные возможности.The location of the probe at an angle to the surface of the sample, not equal to 90 degrees. increases the reliability and durability of the probe, and due to the ability to measure a wider range of samples with developed surfaces expands the functionality.

Закрепление зонда на одном из плечей кварцевого резонатора под углом к его продольной оси позволяет устанавливать кварцевый резонатор по продольной оси трехкоординатного сканера в максимально жесткой конструкции, обеспечить жесткость крепления зонда к кварцевому резонатору, и при этом обеспечить существенный наклон кончика зонда к нормали к поверхности.Fixing the probe on one of the arms of the quartz resonator at an angle to its longitudinal axis allows you to install the quartz resonator along the longitudinal axis of the three-coordinate scanner in the most rigid design, to ensure rigidity of the probe mounting to the quartz resonator, and at the same time to ensure a significant inclination of the probe tip to the normal to the surface.

Использование достаточно гибкого зонда позволяет закрепить зонд на кварцевом резонаторе в основном параллельно его продольной оси с возможностью изгиба кончика зонда, обеспечить жесткость крепления зонда к кварцевому резонатору, и при этом обеспечить наклон кончика зонда к поверхности образца.Using a sufficiently flexible probe allows the probe to be mounted on the quartz resonator mainly parallel to its longitudinal axis with the possibility of bending the tip of the probe, to ensure rigidity of the probe mounting to the quartz resonator, and at the same time to ensure the tip of the probe is inclined to the surface of the sample.

Использование изначально изогнутого зонда позволяет закрепить зонд на кварцевом резонаторе в основном параллельно его продольной оси с изгибом кончика зонда, обеспечить жесткость крепления зонда к кварцевому резонатору, и при этом обеспечить существенный наклон кончика зонда к поверхности образца.The use of an initially bent probe allows the probe to be mounted on the quartz resonator mainly parallel to its longitudinal axis with the bend of the probe tip, to ensure the rigidity of the probe mounting to the quartz resonator, and at the same time, to ensure a significant inclination of the probe tip to the sample surface.

Закрепление кварцевого резонатора под углом, не равным 90°, к поверхности образца, позволяет закрепить жесткий прямой зонд параллельно продольной оси кварцевого резонатора.The fastening of the quartz resonator at an angle not equal to 90 ° to the surface of the sample makes it possible to fix a rigid straight probe parallel to the longitudinal axis of the quartz resonator.

Закрепление зонда таким образом, чтобы кончик зонда образовывал наклон к поверхности образца, позволяет снабдить устройство вспомогательным зондом.Fixing the probe so that the tip of the probe forms an inclination to the surface of the sample allows the device to be equipped with an auxiliary probe.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент RU 2358340, опубл. 10.06.2009.1. Patent RU 2358340, publ. 06/10/2009.

2. Зондовая микроскопия для биологии и медицины. В.А.Быков и др., Сенсорные системы, т.12, №1, 1998 г., с.99-121.2. Probe microscopy for biology and medicine. V.A. Bykov et al., Sensory Systems, vol. 12, No. 1, 1998, pp. 99-121.

3. В.Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Техносфера, М., 2004 г., 143 с.3. V. Mironov. The basics of scanning probe microscopy. Technosphere, M., 2004, 143 p.

Claims

A scanning probe microscope, including a platform with a preliminary rapprochement unit, a piezoscanner on which a quartz resonator is mounted, located to interact with the probe, characterized in that the quartz resonator contains two arms of different lengths and is located at an angle not equal to 90 ° to the surface of the sample, and the probe is mounted on a long shoulder.