- •Изготовление зондов для сканирующей зондовой микроскопии
- •1. Цели работы
- •2. Информация для преподавателя §
- •3. Содержание работы
- •2 3 4 5 6 7 8 9 10
- •4. Методические указания
- •2 Изготовление зонда для сзм
- •Рис 12. Запуск программы травления
- •Рис 13. Настройки параметров сигнала
- •Часть 2
- •3. Определение формы зонда по тестовой решетке tgt1.
- •7. Контрольные вопросы
- •8. Литература
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Рис. 10. На рисунке представлено изображение УЗЗМ.1-вольфрамовая заготовка; 2-электрод; 3-винт "перемещение по вертикали"; 4-видеокамера; 5-подвижный светодиодный осветитель; 6-основание; 7-держатель зонда; 8-ванночка для щелочи 9-переключатель "Управление двигателем" 10-кнопка "Травление"
УЗЗМ работает следующим образом: заготовка из вольфрамовой проволоки закрепляется в держателе, который перемещается по вертикали вручную при помощи винта "Перемещение по вертикали", или, при помощи шагового двигателя, под управлением программы. Электрод может быть выполнен как в виде кольца из проволоки (электрод №l), так и в виде параллельных металлических пластин с отверстием в центре (электрод №2).
Рис. 11. Виды электродов использующихся в устройстве автоматического травления. Слева Электрод№1, справа Электрод№2
На электрод навешивается капля 5-ти процентного раствора KOHилиNaOH. После установки заготовки в нужном положении, относительно электрода, начинают процесс переравливания. Он может происходить как в ручном режиме, так и в автоматическом, под управлением программы. В процессе перетравливания проволоки образуется острая игла. Оператор наблюдает за процессом травления на видеоизображении, выводимом на экран компьютера. Освещение обеспечивается подвижным светодиодным осветителем.
После окончания травления, электрод отводится от получившегося зонда, а сам зонд, вместе с держателем, вынимают из УЗЗМ.
Таблица 1. Технические характеристики
Типичный радиус закругления кончика иглы |
0,1 мкм |
Материал заготовки |
вольфрамовая проволока 0,15 мм |
Диапазон перемещения по вертикали |
15 мм |
Источник постоянного и переменного напряжения |
5 В |
Увеличение видеокамеры |
х 20 |
Время травления иглы |
от 40сек до 5 мин |
Время срабатывания автоматического отключения |
0,06 сек |
4. Методические указания
Прежде чем приступить к работе на сканирующем зондовом микроскопе NanoEducator следует изучить руководство пользователя прибора.
5. Техника безопасности
Прибор управляется напряжением 220В. Эксплуатацию сканирующего зондового микроскопа NanoEducator производить в соответствии с ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей напряжением до 220 В.
6. Задание
Часть 1
1 Изготовление вольфрамовой заготовки
1.1. Выпрямите проволоку на длину примерно 3 см
1.2. Вставьте проволоку до упора в металлический капилляр со стороны мерной канавки устройства.
1.3. Загните проволоку приблизительно на 180 градусов, прижимая её к капилляру.
1.4. Вытащите проволоку из капилляра. Вложите проволоку загнутым концом в мерную канавку до упора.
1.5. Прижмите проволоку пальцем к мерной канавке.
1.6. Отрежьте проволоку ножницами, упираясь режущей плоскостью ножниц в торец капилляра. Важно обеспечить длину 18 мм
1.7. Для формирования угла, вставьте проволоку загнутой стороной в отверстие расположенное в центре приспособления
1.8. Протащите проволоку через отверстие.
1.9. Длинной стороной заготовки вставьте её в капилляр, отмеченный красной точкой.
1.10. Загните проволоку приблизительно на 90 градусов, прижимая её пальцем.
1.11. Загнутым концом вставьте заготовку в держатель зонда.