СЗМ для электронного микроскопа «ProBeam 2»

Аппаратно программный комплекс СЗМ, совмещенный с РЭМ предназначен для одновременной работы РЭМ и СЗМ в модах сканирующего силового (ССМ) и туннельного (СТМ) микроскопа и получения РЭМ и СЗМ изображений и данных о структуре материала поверхности заданной области проводящих и слабопроводящих образцов. Физический узел СЗМ должен размещаться в рабочей камере РЭМ, при этом пользователь может иметь возможность наблюдать зонд СЗМ и, одновременно, область исследования на экране РЭМ, не создавая помех работе РЭМ.

• Физический узел СЗМ,
• Электронный блок управления,
• Персональный компьютер,
• Комплект кабелей,
• Комплект зондов,
• Комплект пренадлежностей,
• Специальное программное обеспечение.

Физический узел

Физический узел (ФУ) СЗМ может устанавливаться в рабочую камеру РЭМ на стандартное место для закрепления образца и не создавать помех для движения столику гониометра РЭМ.

ФУ изготовлен из материалов, не ухудшающих работу РЭМ и допустимых для работы в вакууме.

ФУ соединяется с герметичными разъемами, расположенными на отдельном фланце рабочей камеры РЭМ.

ФУ обеспечивает как сканирование образцом относительно зонда, так и перемещение образца относительно зонда для выбора места исследования, при этом зонд не должен перемещаться на экране РЭМ (перемещение зонда должно обеспечиваться перемещением всего ФУ внутри камеры за счет использования гониометра РЭМ).

Зонд СЗМ

ВСЗМ используется зонд, изготовленный из вольфрамовой проволоки методом электрохимического травления или пьезо-резистивный кремниевый кантилевер. Для работы в полуконтактной моде ССМ может быть использован датчик силового взаимодействия на основе трубчатого пьезокерамического элемента или пьезорезистивный кантилевер. Для работы в моде СТМ в качестве материала зонда могут использоваться другие металлы (например платино- иридиевый сплав). Датчик силового и туннельного взаимодействия отсоединяется от ФУ без использования специального инструмента. Зонд имеет возможность легкой замены без необходимости замены датчика взаимодействия.

Пьезосканер

Сканер обеспечивает плавное перемещение образца относительно зонда по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Механизм выбора места исследования.

Перемещение зонда относительно образца для выбора места сканирования обеспечивается за счет применения инерциальных двигателей.

Блок управления головкой СЗМ осуществляет следующие основные функции:

управление механизмом сближения зонда с образцом
захват силового взаимодействия и работу отрицательной обратной связи
управление системой позиционирования образца
подача высоковольтных сигналов XYZ для управления пьезосканером
связь СЗМ с компьютером.

Блок управления СЗМ должен располагаться вне рабочей камеры РЭМ и соединяться с ней посредством кабелей.

Программное обеспечение (ПО) выполняет следующие функции:

связь компьютера с блоком управления головкой СЗМ
выполнение СЗМ измерений
формирование 2D и 3D изображений рельефа микро- и наноструктур
анализ полученных изображений

ПО должно быть установлено на ПК с операционной системой Windows 10 и выше.

Параметр	Значение
1. Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY не менее, мкм	20
2. Диапазон измерений линейных размеров по оси Z не менее, мкм	6
3. Нелинейность сканирования в плоскости XY не более, %	5
4. Неплоскостность сканирования в плоскости XY не более, нм	100
5. Разрешение в плоскости XY в ССМ моде не более, нм	50
6. Разрешение по оси Z в ССМ моде не более, нм	2
7. Дрейф в плоскости XY не более, нм/с	0,5
8. Дрейф по оси Z не более, нм /с	1
9. Максимальное число точек сканирования по X и Y	1024×1024
10. Размеры исследуемых образцов (диаметр  толщина) не более, мм	10  5
11. Диапазон перемещения образца для выбора кадра, мм	±5
12. Минимальный шаг перемещения для выбора кадра, нм	50
13. Разрядность ЦАП и АЦП блока управления	16
14. Диапазон напряжений на сканере, В	0…+120
15. Напряжение питания, В	Однофазное, 220- 240
16. Габаритные размеры физического узла (длина х ширина х высота), не более, мм	70х70х40
17. Диаметр вольфрамовой проволоки заготовки для зонда, мм	0.15
18. Типичный радиус закругления вершины зонда, нм	100
18. Интерфейс	USB2.0