Автоматическое устройство для изготовления зондов

Устройство автоматического травления (УАТ) предназначено для изготовления игл из вольфрамовой проволоки различной формы методом электрохимического травления в растворе щелочи (мыльный раствор) с радиусом закругления острия на уровне 0.1-0.2 мкм для использования в СЗМ. Устройство может работать в двух режимах:

1. Работа под управлением РС
2. Автономная работа под управлением внутренней памяти и встроенной панели управления

 

Устройство состоит из физического блока и контроллера.

Основные функции:

1. Движение иглы по вертикали при помощи шагового двигателя.
2. Выработка напряжения синусоидальной формы или постоянной величины для процесса электрохимического травления иглы.
3. Измерение протекающего тока травления и прекращение подачи напряжения при соблюдении определенных условий.
4. Передача и контроль параметров процесса травления в ПК по интерфейсу USB.

Травление происходит под управлением электронного блока (В), соединенного с корпусом узла травления (А) при помощи кабеля. Блок управления получает питание от сетевого адаптера и соединяется с компьютером по каналу USB.

Травление происходит по заранее записанному методу, который задает параметры сигнала, подаваемого на электрод и алгоритм перемещения заготовки. Происходит процесс перетравливания вольфрамовой проволоки и образования острой иглы. Контроль травления осуществляется автоматически, а установленные программно параметры травления позволяют создавать кончик зонда определенной формы. Заточенные таким образом вольфрамовые иглы применяются в зондовом микроскопе.

Установка может работать как под управлением ПК, так и автономно. При автономной работе выполняется метод, записанный в память электронного блока, а управление процессом травления осуществляется при помощи его панели управления (6). Для того, чтобы записать новый метод в память электронного блока, необходимо установить его связь с ПК.

Технические параметры

Амплитуда напряжения травления ±10 В
Форма выходного напряжения периодическое или постоянное
Максимальный ток травления 200 мА
Частота напряжения травления 0,10- 100 Гц
Тип шагового двигателя 2-х фазный
Ток фазы 200 мА
Тип процессора PIC 18F26J50 со встроенным АЦП
Разрядность ЦАП и АЦП 12
Интерфейс USB-2.0
Материал заготовки иглы вольфрамовая проволока диаметром 0.15 мм
Диапазон перемещения по вертикали 25 мм
Время травления иглы от 40 с до 3 мин

Функциональная схема УАТ:

1. Моторизованная автоматизированная установка изготовления нанозондов
1.1 Электрохимическое травление вольфрамовой проволоки в капле раствора щелочи

соответствие

1. Вертикальное перемещение вольфрамовой заготовки с помощью шагового двигателя

1.3. Минимальный шаг вертикального перемещения заготовки

2.5

мкм
1.4. Радиусы закругления вершин зондов

не более 100

нм
2 Контроллер для управления режимами заточки

3. Режимы работы

3.1 Автономная работа без ПК

3.2 Работа под управление ПК по USB

3. Специализированное программное обеспечение (ПО) для правления процессом электрохимического травления

3.1. Функции ПО:
-конфигурируемые программные модули, предоставляющие возможность самостоятельного формирования алгоритмов травления зондов;

-дружественный интерфейс;

-банк заранее созданных методов (рецептов), обеспечивающих воспроизводимое изготовление зондов, доступных для выбора пользователей;

-управление длиной зонда

— травление при постоянном токе

— травление при переменном токе

— изменение амплитуды формы и частоты импульсов тока

— автоматическая остановка режима травления по времени травления

— автоматическая остановка режима травления по скачку тока в момент протравливания заготовки

-визуализация измеряемых параметров травления в режиме реального времени;

-возможность оперативного автоматизированного перемещения заготовки зонда вверх/вниз относительно капли раствора травления;

-запись/чтение методов (рецептов) травления в автономную память контроллера

4. Набор технологических приспособлений для формирования вольфрамовых заготовок под наноиглы

5 Учебное пособие

1

шт


Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Телефон: +7 (812) 251-26-05

По всем вопросам обращайтесь к администратору сайта:
ntspb@corp.ifmo.ru

Технопарк. ООО «НТ-СПб»
199034, Санкт-Петербург, Биржевая линия В. О., д. 14-16