SU1520609A1 - Tunnel microscope - Google Patents
Tunnel microscope Download PDFInfo
- Publication number
- SU1520609A1 SU1520609A1 SU874381855A SU4381855A SU1520609A1 SU 1520609 A1 SU1520609 A1 SU 1520609A1 SU 874381855 A SU874381855 A SU 874381855A SU 4381855 A SU4381855 A SU 4381855A SU 1520609 A1 SU1520609 A1 SU 1520609A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- base
- scanning
- external
- unit
- piezoelectric element
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электронной технике, в частности к микрозондовым приборам, в которых дл исследовани поверхности используетс тунельный ток. Цель изобретени - уменьшение габаритов и упрощение конструкции туннельного микроскопа - достигаетс за счет совмещени функций сканировани остри и взаимного позиционировани его относительно объектодержател в одном конструктивном узле. Микроскоп содержит основание и термокомпенсированный узел сканировани из двух трубчатых соосных пьезоэлементов. Узел взаимного позиционировани образован путем закреплени узла сканировани в подвижном относительно основани корпусе по свободному торцу внешнего пьезоэлемента. Корпус при этом зафиксирован относительно основани силой трени , котора больше усилий, возникающих при сканировании остри , и меньше усилий, развиваемых внешним пьезоэлементом, если к его электродам приложено пилообразное напр жение, и несимметричными фронтами импульсов. 2 ил.The invention relates to electronic engineering, in particular, to microprobe instruments, in which a tunneling current is used for surface investigation. The purpose of the invention is to reduce the size and simplify the design of a tunneling microscope - achieved by combining the functions of scanning the tip and positioning it relative to the object holder in one structural unit. The microscope contains a base and a temperature compensated scanning unit of two tubular coaxial piezoelectric elements. The mutual positioning unit is formed by fixing the scanning unit in a case movable relative to the base along the free end of the external piezoelectric element. The body is fixed relative to the base by the friction force, which is greater than the forces arising from scanning the tips, and less than the forces developed by the external piezoelement if a saw-tooth voltage is applied to its electrodes and asymmetrical pulse fronts. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к электронной технике, в частности к микрозон- довым приборам, в которых дл исследовани поверхности используетс туннельный ток.The invention relates to electronic engineering, in particular, to microprobe devices, in which a tunneling current is used for surface investigation.
Цель изобретени - уменьшение габаритов и упрощение конструкции туннельного микроскопа за счет совмещени функций сканировани остри и взаимного позиционировани его относительно объектодержател в одном конструктивном узле.The purpose of the invention is to reduce the size and simplify the design of the tunneling microscope by combining the functions of scanning the tip and its mutual positioning relative to the object holder in one structural unit.
На фиг.1 и 2 показана туннельна чейка при вертикальном и горизонтальном расположении оси остри , ва- рианты выполнени .Figures 1 and 2 show a tunnel cell with a vertical and horizontal axis of the tip, embodiments of which are shown.
Туннельный микроскоп содержит термокомпенсированный узел сканировани , состо щий из двух соосно расположенных и скрепленных между собой смежными торцами трубчатых пье- зоэлементов 1 и 2. На свободном торце внутреннего пьезоэлемента 1 закреплено острие 3. Внешний пьезоэлемент 2 закреплен вторым торцом в подвижном относительно основани 4 корпусе 5. Корпус зафиксирован относительно основани силой трени в направлении, параллельном оси пье- зоэлементово Значение силы трени Q должно находитьс в пределахThe tunneling microscope contains a thermocompensated scanning unit consisting of two coaxially arranged and fastened together adjacent ends of tubular piezoelectric elements 1 and 2. A pin 3 is fixed on the free end of the internal piezoelectric element 1. The external piezoelement 2 is fixed by the second end of the body 5 relative to the base 4 The body is fixed relative to the base by the force of friction in a direction parallel to the axis of the piezo element. The value of the force of friction Q must be within
f X, M,kQ fl .+M,),f X, M, kQ fl. + M,),
где f, f - максимальна частотаwhere f, f is the maximum frequency
изменени длины и резонансна частота соответственно внутреннего и внешнего пьезоэлемен- тов, с ;changes in the length and resonance frequency of the internal and external piezoelements, respectively, s;
х, Xg г максимальные изменени длин пьезозлементов при подаче На них напр жений , м; М,, Mj - массы пьезоэлементов,x, Xg g maximum changes in the lengths of piezoelements during the application of stresses to them, m; M ,, Mj - masses of piezoelectric elements,
кг;kg;
k - коэффициент трени nor ко между корпусом и ос нованием; Q - сила прижима корпуса иk is the coefficient of friction nor to between the body and the base; Q is the clamping force of the case and
основани , кг оbase kg
При вертикальном расположении остри 3 (фиг.1) прижим осуществл етс , например, упругими элементами 6, а при горизонтальном (фиг.2) прижим обеспечиваетс за счет веса узла, т,во в этом случаеIn the vertical position of the tip 3 (Fig. 1), the clamping is carried out, for example, by elastic elements 6, and in the horizontal position (Fig. 2), the clamping is provided by the weight of the assembly, t, in this case
Q (М , + М . + М) g ,Q (M, + M. + M) g,
где М - масса корпуса, кг;where M is the body weight, kg;
g - ускорение свободного падени , м/с оg - free fall acceleration, m / s o
Внутренний пьезоэлемент 1 имеет разрезной электрод дл управлени сканированием остри по трем координатам , а к электродам внешнего пьезоэлемента 2 подключен выход источника 7 пилообразного напр жени с несимметричными фронтами импульсовThe internal piezoelectric element 1 has a split electrode for controlling the scanning of the tips in three coordinates, and the output electrodes of the external piezoelectric element 2 are connected to the output of the sawtooth voltage source 7 with asymmetric pulse fronts
Микроскоп работает следующим образом .The microscope works as follows.
При подаче пилообразного напр жени от источника 7 на электроды внеш него пьезоэлемента 2 он измен ет сво длину медленно при пологом фронте импульса и быстро при крутом фронте импульса. При медленном изменении длины корпус 5 не сдвигаетс отно- . сительно основани 4„ При резком изменении длины сила инерции превышает силу трени , корпус 5 проскальзывает относительно основани „ После того, как острие 3, закрепленное на узле сканировани 1, приблизитс When applying a sawtooth voltage from source 7 to the electrodes of external piezoelectric element 2, it changes its length slowly with a gentle front of the pulse and quickly with a steep front of the pulse. When slowly changing the length of the body 5 does not move relative to. on the base 4 "With a sharp change in length, the inertia force exceeds the friction force, the body 5 slips against the base" After the tip 3, fixed on the scanning unit 1, approaches
к объектодержателю 8, переход т к режиму сканировани , в котором внешний пьезоэлемент 2 не участвует Благодар тому, что масса внутреннего пьезоэлемента 1 много меньше массыto object holder 8, transition to scanning mode in which external piezoelectric element 2 does not participate due to the fact that the mass of the internal piezoelectric element 1 is much less than the mass
внешнегоs силы инерции, возникающие при сканировании, существенно меньше силы трени между подвижным корпусом 5 и основанием 4, поэтому во врем сканировани корпус не сдвигаетс ,the external inertial forces arising during scanning are substantially less than the frictional force between the movable body 5 and the base 4, therefore the body does not move during the scanning,
Пример. Параметры внутренне- . го пьезоэлемента - длина 20 MMJ толщина стенок 0,5 мм; внешний диаметр 10 мм; рабоча частота Гц; максимальное смещение х 10 м; масса (с острием) М 6-10 кг„Example. Parameters internally. go of the piezoelectric element - length 20 MMJ wall thickness 0.5 mm; outer diameter 10 mm; operating frequency Hz; maximum displacement x 10 m; weight (with point) M 6-10 kg „
Параметры внешнего пьезоэлемента - длина 27 мм; толщина стенок 1 мм; внешний диаметр 18 мм; рабоча частота fo 2-10 Гц; максимальное -аThe parameters of the external piezoelectric element - length 27 mm; wall thickness 1 mm; outer diameter 18 mm; working frequency fo 2-10 Hz; maximum
щение х 10 м; масса N 14-10 кг.X 10 m; weight N 14-10 kg.
Коэффициент трени прин т ,3, что справедливо дл широкого класса материалов. Масса корпуса 5 составл ет 20 г, сила прижима должна быть больше 130 г. Поэтому в вариантеThe friction coefficient is adopted, 3, which is true for a wide class of materials. The mass of the housing 5 is 20 g, the clamping force must be greater than 130 g. Therefore, in the embodiment
(фиг.1) сила прижима может выбиратьс в пределах(FIG. 1) the pressing force can be selected within
130 .; Q ; 268.130; Q; 268.
Аналогичные расчеты делаютс дл других вариантов.Similar calculations are made for other options.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874381855A SU1520609A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Tunnel microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874381855A SU1520609A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Tunnel microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1520609A1 true SU1520609A1 (en) | 1989-11-07 |
Family
ID=21357040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874381855A SU1520609A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Tunnel microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1520609A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990013907A1 (en) * | 1989-05-12 | 1990-11-15 | Institut Radiotekhniki I Elektroniki Akademii Nauk Sssr | Scanning tunnel microscope |
-
1987
- 1987-12-21 SU SU874381855A patent/SU1520609A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Швейцарии № 643397, кл. Н 01 J 37/285, опублик. 1984, Drake В. Sonnenfeld R. Scherein I. Hansma Ро Scanning Tunelling Microscope of Processes at Liquid-Solid, Interfaces - Surface Science, 1987, Vol81, N 1/2 March (1), p.92-97 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990013907A1 (en) * | 1989-05-12 | 1990-11-15 | Institut Radiotekhniki I Elektroniki Akademii Nauk Sssr | Scanning tunnel microscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3830515B2 (en) | Electromechanical positioning unit | |
US7498719B2 (en) | Small piezoelectric or electrostrictive linear motor | |
JP2802317B2 (en) | Micro manipulator | |
US20020030422A1 (en) | Drive mechanism employing electromechanical transducer | |
JPH07122831B2 (en) | Two-dimensional position adjustment device | |
SU1520609A1 (en) | Tunnel microscope | |
SE515985C2 (en) | Device for micropositioning of objects using mechanical inertia | |
JP2002340544A (en) | Breakage failure preventing mechanism for fine probe needle | |
JP3776084B2 (en) | Micro positioning device | |
SU858151A1 (en) | Vibromotor | |
RU2028715C1 (en) | Piezoelectric motor | |
EP4128515B1 (en) | Method of controlling at least two interacting piezoelectric actuators | |
SU651296A1 (en) | Device for moving images | |
SU1721662A1 (en) | Tunnel microscope | |
JP2651462B2 (en) | Piezo actuator | |
JPH02211078A (en) | Electrostatic actuator | |
RU35489U1 (en) | Piezomanipulator | |
RU2030087C1 (en) | Piezoelectric motor | |
SU744775A1 (en) | Device for gripping and adjusting article | |
RU2018188C1 (en) | Scanning tunnel microscope | |
SU534610A1 (en) | Device for moving an object | |
JPH0426717B2 (en) | ||
RU2114493C1 (en) | Raster microscope actuator | |
RU1829863C (en) | Piezoelectric motor | |
KR0135481B1 (en) | Sensitivity controlling method of three dimensional scanner |