RU2592048C2 - Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа - Google Patents
Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592048C2 RU2592048C2 RU2013143064/28A RU2013143064A RU2592048C2 RU 2592048 C2 RU2592048 C2 RU 2592048C2 RU 2013143064/28 A RU2013143064/28 A RU 2013143064/28A RU 2013143064 A RU2013143064 A RU 2013143064A RU 2592048 C2 RU2592048 C2 RU 2592048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- probe
- base
- probes
- flexible
- module
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии и может использоваться в условиях ограниченного доступа к зондам, например, в вакууме или агрессивной среде. Многозондовый датчик контурного типа содержит основание, на котором по внешнему контуру первыми концами закреплены гибкие консоли с зондами, имеющими заострения на вторых концах, где гибкие консоли с зондами представляют собой зондовые модули (8). Основание включает установочный модуль, имеющий координатную привязку с зондовыми модулями (8) и включающий первый выступ (55), второй выступ (56) и отверстие (57). Технический результат - обеспечение возможности быстрой смены зондов. 11 ил.
Description
Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим быструю смену зондов, и может использоваться в условиях ограниченного доступа к зондам, например, в вакууме или агрессивной среде.
Известен многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа, включающий основание, на котором по внешнему контуру первыми концами закреплены гибкие консоли с зондами, имеющими заострения на вторых концах, при этом гибкие консоли с зондами представляют собой зондовые модули [1]. Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.
Недостаток этого устройства заключается в его низких функциональных возможностях, связанных с невозможностью его использования в различных режимах работы.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что в многозондовом датчике контурного типа для сканирующего зондового микроскопа, содержащем основание (1), на котором по внешнему контуру (2) первыми концами (3) закреплены гибкие консоли (4) с зондами (5), имеющими заострения (6) на вторых концах (7), согласно изобретению гибкие консоли (4) с зондами (5) представляют собой зондовые модули (8), основание (1) включает установочный модуль (9), имеющий координатную привязку с зондовыми модулями (8).
Существует вариант, в котором зондовые модули (8) имеют индивидуальную маркировку.
Существуют также варианты, в которых гибкие консоли (4) имеют различную длину, и(или) различную ширину, и(или) различную толщину.
Существуют также варианты, в которых по меньшей мере одна гибкая консоль (4) имеет переменную ширину и(или) переменную толщину.
Существует также вариант, в котором по меньшей мере одна гибкая консоль (4) имеет V-образную форму (11).
Существует также вариант, в котором гибкие консоли (4) отличаются друг от друга механическими характеристиками.
Существуют также варианты, в которых зондовые модули (8) включают покрытия (15), которые могут быть проводящими, и(или) ферромагнитными, и(или) магнитными, и(или) пьезоэлектрическими.
Существуют также варианты, в которых основание (1) имеет переменную толщину и(или) выполнено композитным.
Существуют также варианты, в которых основание (1) содержит по меньшей мере один функциональный модуль (25), сопряженный с по меньшей мере одним с зондовым модулем (8), при этом по меньшей мере один функциональный модуль (25) выполнен в виде электронного модуля (30) и(или) в виде магнитопровода (35).
Существует также вариант, в котором установочный модуль (9) включает первое отверстие (40), второе отверстие (41) и третье отверстие (42).
Существует также вариант, в котором установочный модуль (9) включает первый выступ (55), второй выступ (56) и четвертое отверстие (57).
Существует также вариант, в котором установочный модуль (9) включает магнитный материал (65).
На фиг.1 изображен многозондовый датчик контурного типа для
сканирующего зондового микроскопа.
На фиг.2 изображен V-образный вариант зондового модуля.
На фиг.3 изображен вариант зондового модуля с покрытием.
На фиг.4 изображен вариант основания переменной толщины.
На фиг.5 изображен вариант композитного основания.
На фиг.6, фиг.7, фиг 8 изображен многозондовый датчик с функциональным модулем.
На фиг.9, фиг.10, фиг.11 изображены варианты выполнения установочного модуля.
Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа содержит основание 1 (фиг.1), на котором по внешнему контуру 2 первыми концами 3 закреплены гибкие консоли 4 с зондами 5, имеющими заострения 6 на вторых концах 7, при этом гибкие консоли 4 с зондами 5 представляют собой зондовые модули 8. Основание 1 включает установочный модуль 9, имеющий координатную привязку с зондовыми модулями 8. Количество зондовых модулей 8 может быть от 4-х и до нескольких сотен. Однако надо иметь в виду, что при увеличении количества зондов необходимо будет увеличивать диаметр основания 1, чтобы обеспечить расстояние между ними, при котором соседние зонды не будут мешать функционированию рабочего зонда.
Существует вариант, в котором зондовые модули 8 имеют индивидуальную маркировку. Эта маркировка может быть выполнена, например, в виде цифр, букв и (или) их сочетаний (не показана).
Существуют также варианты, в которых гибкие консоли 4 имеют различную длину, и(или) различную ширину, и(или) различную толщину (не показано).
Существуют также варианты, в которых по меньшей мере одна гибкая консоль 4 имеет переменную ширину и(или) переменную толщину (не показано).
Существует также вариант, в котором по меньшей мере одна гибкая консоль 4 имеет V-образную форму 11.
Существует также вариант, в котором гибкие консоли 4 отличаются друг от друга механическими характеристиками. Это может быть обеспечено за счет выполнения их из различных материалов
Существуют также варианты, в которых зондовые модули 8 включают покрытия 15 (фиг.3), которые могут быть проводящими 16, и(или) ферромагнитными 17, и(или) магнитными 18, и(или) пьезоэлектрическими 19.
Существуют также варианты, в которых основание 1 имеет переменную толщину и(или) выполнено композитным. Переменная толщина, например, кремниевого основания 1 (фиг.4) может быть ступенчатой и иметь большую величину в центре за счет более высокого первого элемента 20 по сравнению со вторым элементом 21 в зоне установочного модуля 9. Выполнение основания 1 (фиг.5) композитным возможно в виде первого круглого фрагмента 22, изготовленного, например, из керамики или титана и склеенного эпоксидной смолой со вторым фрагментом 23 из кремния, имеющим форму кольца с зондовыми модулями.
Существуют также варианты, в которых основание 1 содержит по меньшей мере один функциональный модуль 25 (фиг.6), сопряженный с по меньшей мере одним зондовым модулем 8. При этом по меньшей мере один функциональный модуль 25 выполнен в виде электронного модуля 30 (фиг.7) и(или) в виде магнитопровода 35 (фиг.8). Электронный модуль 30 может включать, например, предусилитель, обеспечивающий усиление рабочего сигнала от пьезоэлектрического покрытия 15. Магнитопровод 35 может быть соединен с магнитным покрытием 18. При этом через него может осуществляться модуляция магнитного поля на зонде 7.
Существует также вариант, в котором установочный модуль 9 (фиг.9) включает первое отверстие 40, второе отверстие 41 и третье отверстие 42. Посредством отверстий 40 и 41 можно базировать основание 1 на захвате 43 сканирующего зондового микроскопа 44 (показаны условно) с использованием штырей 45 и 46. При этом возможно обеспечение упора этих штырей в стенки отверстий 40 и 41. При таком базировании можно обеспечить погрешность установки основания 1 на захвате 43 в пределах 2-3 мкм. Отверстия 40 и 41 могут быть преимущественно выполнены в композитном основании 1, в титановом фрагменте 22. Закрепление основания 1 на захвате 43 может быть осуществлено через отверстие 42 винтом (не показано). Существует также вариант, в котором установочный модуль 9 включает первый выступ 55 (фиг.10), второй выступ 56 и четвертое отверстие 57. Выступы 55 и 56 могут быть преимущественно выполнены в композитном основании 1, в титановом фрагменте 22. Посредством выступов 55 и 56 можно базировать основание 1 на захвате 43 сканирующего зондового микроскопа 44 (показаны условно) с использованием квадратных отверстий 58 и 59 захвата 43. При этом возможно обеспечение упора этих штырей в стенки отверстий 60, 61 и 62. При таком базировании можно обеспечить погрешность установки основания 1 на захвате 43 в пределах 1 мкм. Закрепление основания 1 на захвате 43 может быть осуществлено через отверстие 57 винтом (не показано).
Существует также вариант, в котором установочный модуль 9 включает магнитный материал 65 (фиг.11), нанесенный на поверхность основания 1, посредством которого может быть осуществлено закрепление основания 1 на захвате 43. При этом захват 43 может включать соленоид 68. Базирование основания 1 в этом случае может быть осуществлено, как показано на фиг.9. Следует заметить, что через соленоид 68 может одновременно осуществляться модуляция магнитного поля на зонде. В этом случае магнитный материал 65 может быть соединен с магнитопроводом 35.
Материалы, размеры и технология изготовления зондовых модулей являются традиционными для изготовления кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов и подробно описаны в [2, 3, 4, 5, 6, 7].
Устройство работает следующим образом. Основание 1 закрепляют на захвате 43 СЗМ 44. После завершения работы с одним зондовым модулем 8 осуществляют поворот основания 1 на требуемый угол и продолжают работу с другим зондовым модулем. Подробнее функционирование предложенного устройства описано в [1].
То, что основание (1) включает установочный модуль (9), имеющий координатную привязку с зондовыми модулями (8), позволяет автоматически сопрягать светоотражающие консоли с оптической системой слежения за гибкой консолью (4) после поворота основания (1), что упрощает использование многозондового датчика, особенно в условиях агрессивной среды и вакуума. При использовании других систем слежения обеспечивается более точный выход зонда (5) в зону измерения, что создает возможность исследования более широкого круга объектов. В обоих случаях расширяются функциональные возможности устройства.
То, что зондовые модули (8) имеют индивидуальную маркировку, позволяет в процессе работы оперативно выбирать необходимый режим работы, что расширяются функциональные возможности устройства.
То, что гибкие консоли (4) имеют различную длину, и(или) различную ширину, и(или) различную толщину, по меньшей мере одна гибкая консоль (4) имеет переменную ширину и(или) переменную толщину, по меньшей мере одна гибкая консоль (4) имеет V-образную форму (11), позволяет исследовать более широкий круг материалов, что расширяются функциональные возможности устройства.
То, что гибкие консоли (4) отличаются друг от друга механическими характеристиками, одновременно позволяет оперативно выбирать необходимый режим работы и исследовать более широкий круг материалов, что расширяются функциональные возможности устройства.
То, что зондовые модули (8) включают покрытия (15), которые могут быть проводящими, и(или) ферромагнитными, и(или) магнитными, и(или) пьезоэлектрическими, позволяет оперативно выбирать необходимый режим работы и исследовать более широкий круг материалов, что расширяются функциональные возможности устройства.
То, что основание (1) имеет переменную толщину и(или) выполнено композитным, упрощает его замену, а также повышает точность его установки, что упрощает его эксплуатацию в условиях ограниченного доступа.
То, что основание (1) содержит по меньшей мере один функциональный модуль (25), сопряженный с по меньшей мере одним зондовым модулем (8), при этом по меньшей мере один функциональный модуль (25) выполнен в виде электронного модуля (30) и(или) в виде магнитопровода, (35) позволяет исследовать более широкий круг материалов, что расширяет функциональные возможности устройства.
То, что установочный модуль (9) включает первое отверстие (40), второе отверстие (41) и третье отверстие (42) или включает первый выступ (55), второй выступ (56) и четвертое отверстие (57), повышает точность его установки, что упрощает его эксплуатацию в условиях ограниченного доступа.
То, что установочный модуль (9) включает магнитный материал (60), упрощает его замену, что упрощает его эксплуатацию в условиях ограниченного доступа.
Литература
1. Патент RU 2244256.
2. Патент RU 2121657.
3. Патент RU 2340963.
4. Патент US 4943719.
5. Патент US 5264696.
6. Патент US 5345815.
7. Патент US 6156216.
Claims (1)
- Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа, содержащий основание (1), на котором по внешнему контуру (2) первыми концами (3) закреплены гибкие консоли (4) с зондами (5), имеющими заострения (6) на вторых концах (7), при этом гибкие консоли (4) с зондами (5) представляют собой зондовые модули (8), отличающийся тем, что основание (1) включает установочный модуль (9), имеющий координатную привязку с зондовыми модулями (8) и включающий первый выступ (55), второй выступ (56) и отверстие (57).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143064/28A RU2592048C2 (ru) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143064/28A RU2592048C2 (ru) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013143064A RU2013143064A (ru) | 2015-03-27 |
| RU2592048C2 true RU2592048C2 (ru) | 2016-07-20 |
Family
ID=53286538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013143064/28A RU2592048C2 (ru) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2592048C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5811017A (en) * | 1995-05-16 | 1998-09-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Cantilever for use in a scanning probe microscope and method of manufacturing the same |
| US20100037360A1 (en) * | 2006-12-21 | 2010-02-11 | Hyeong Chan Jo | Scanning probe microscope with automatic probe replacement function |
| RU2459214C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2012-08-20 | Инфинитесима Лтд | Комплект зондов для микроскопа со сканирующим зондом |
-
2013
- 2013-09-24 RU RU2013143064/28A patent/RU2592048C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5811017A (en) * | 1995-05-16 | 1998-09-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Cantilever for use in a scanning probe microscope and method of manufacturing the same |
| RU2459214C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2012-08-20 | Инфинитесима Лтд | Комплект зондов для микроскопа со сканирующим зондом |
| US20100037360A1 (en) * | 2006-12-21 | 2010-02-11 | Hyeong Chan Jo | Scanning probe microscope with automatic probe replacement function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013143064A (ru) | 2015-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8776261B2 (en) | Tool tips with scanning probe microscopy and/or atomic force microscopy applications | |
| André et al. | Sensing one nanometer over ten centimeters: A microencoded target for visual in-plane position measurement | |
| CN104155479B (zh) | 模块式扫描探针显微镜用探针架 | |
| Gennat et al. | Determination of parameters with uncertainties for quality control in MEMS fabrication | |
| JP2007248289A (ja) | カンチレバー及びカンチレバーの製造方法 | |
| JP2006337360A (ja) | 試験片の変形を測定するための方法およびその試験片にマークを付けるためのシステム | |
| JP2012533891A (ja) | レベリング装置および方法 | |
| Diao et al. | Stiction-free fabrication of lithographic nanostructures on resist-supported nanomechanical resonators | |
| CN113310391B (zh) | 使用不均匀变化的磁场的多位置检测 | |
| US7900506B2 (en) | Multi-dimensional standing wave probe for microscale and nanoscale measurement, manipulation, and surface modification | |
| US11499902B2 (en) | Force sensing probe for surface wettability characterization | |
| RU2592048C2 (ru) | Многозондовый датчик контурного типа для сканирующего зондового микроскопа | |
| US20200201012A1 (en) | Combined microscope objective and microwave wire for optically detected magnetic resonance imaging | |
| CN217739555U (zh) | 用于光纤的保持装置以及具有该保持装置的定位装置 | |
| Beyder et al. | Microfabricated torsion levers optimized for low force and high-frequency operation in fluids | |
| Tricinci et al. | Two-step MEMS microfabrication via 3D direct laser lithography | |
| CN113043071A (zh) | 可感测低频力与高频力的力感测装置 | |
| CN116481633A (zh) | 采用分布式多电极测量微/纳机电系统振动模态的方法 | |
| Yenuganti et al. | Piezoelectric microresonant pressure sensor using aluminum nitride | |
| JP2008122330A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡用半導体・セラミックス複合カンチレバー | |
| CN223051353U (zh) | 一种多环境氛围通用原子力显微镜探针夹装置 | |
| CN114235867A (zh) | 纳米陶瓷涂层ebsd表征试样及其制备方法、检测方法 | |
| Son et al. | Dual Coil Patterned Ultra‐Thin Silicon Film Enable by Double‐Sided Process | |
| WO2006132075A1 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡用の試料台配列 | |
| US20200233013A1 (en) | Z-position motion stage for use in a scanning probe microscopy system, scan head and method of manufacturing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160925 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200214 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200410 |