Номер по Госреестру СИ: 39771-08
39771-08 Микроскоп атомно-силовой
(Dimension 3100)
Назначение средства измерений:
Микроскоп атомно-силовой Dimension 3100 предназначен для измерений линейных размеров деталей структуры, наблюдаемых на изображении, сформированном при сканировании поверхности зондом.
Применяется в материаловедении, микроэлектронике, геологии, биологии, металлургии и других отраслях науки и техники.
Знак утверждения типа
Сведения о методиках измерений
Нормативные и технические документы
-
1. ГОСТ 12997-84 «Изделия ГСП. Общие технические условия».
-
2. ГОСТ Р 51350-99 «Безопасность электрических контрольноизмерительных приборов и лабораторного оборудования. Общие требования».
-
3. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). СП 2.6.1.799-99 Минздрав России, 2000.
-
4. Техническая документация фирмы - изготовителя «Veeco Instruments», США.
Поверка
Поверка микроскопа проводится в соответствии с ГОСТ Р 8.630-2007 «ГСП. Микроскопы сканирующие зондовые атомно-силовые измерительные. Методика поверки». При поверке применяется мера, изготовленная по ГОСТ Р 8.628-2007 «ГСП. Меры рельефные нанометрового диапазона из монокристаллического кремния. Требования к геометрическим формам, линейным размерам и выбору материала для изготовления» и поверенная по ГОСТ Р 8.629-2007 «ГСП. Меры рельефные нанометрового диапазона с трапецеидальным профилем элементов. Методика поверки».
Межповерочный интервал — 1 год.
Изготовитель
- фирма «Veeco Instruments», США.Атомно-силовой микроскоп (ACM) Dimension3100 представляет собой стационарную автоматизированную многофункциональную измерительную систему, в состав которой входят:
-
- головка сканера Dimension Hybrid XYZ;
-
- столик атомно-силового микроскопа Dimension3100 с моторизованной подводкой образца;
-
- оптический видеомикроскоп;
-
- блок управления микроскопом Dimension;
-
- блок управления микроскопом Nanoscope V;
-
- звукоизоляционная камера;
-
- система виброзащиты;
-
- рабочая станция микроскопа на базе специализированного компьютера; -программное обеспечение для управления микроскопом;
-комплект запчастей и расходных материалов
Принцип действия атомно-силового микроскопа основан на взаимодействии зонда с исследуемой поверхностью. Игла зонда находится над поверхностью образца, при этом зонд относительно образца совершает построчное сканирование. Лазерный луч, направленный на поверхность зонда (которая изгибается в соответствии с профилем образца), отразившись, попадает на позиционно-чувсвительный фотодетектор, фиксирующий отклонения луча. При этом отклонение иглы зонда при сканировании вызвано межатомным взаимодействием поверхности образца с наконечником иглы зонда.
В блоке управления АСМ существует система обратной связи, которая связана с системой отклонения кантилевера от первоначального положения. Уровень связи (рабочая точка) кантилевер-образец задается заранее, и система обратной связи отрабатывает так, чтобы этот уровень поддерживался постоянным независимо от рельефа поверхности, а сигнал, характеризующий величину отработки, является полезным сигналом детектирования и отражает топографию поверхности. При помощи компьютерной обработки сигналов фотоприемника удается получать трехмерные изображения топографии поверхности исследуемого образца.
Блок управления микроскопом Dimension подает питание на столик атомно-силового микроскопа Dimension3100, контролирует систему освещения образца и систему вакуумного держателя образца. Блок управления микроскопом Nanoscope V контролирует головку сканера Dimension Hybrid XYZ, систему обратной связи и систему сбора данных.
Управление работой микроскопа осуществляется с помощью рабочей станции на базе специализированного компьютера.
Для изучения топографии поверхности с помощью атомно-силового микроскопа используются зонды - кантилеверы, которые расположены на чипе с размерами примерно 3.4 х 1.6 мм. Кантилевер представляет собой гибкую балку с определенным коэффициентом жесткости k (10'3 - 50 Н/м), на конце которой находится микроигла. Радиус закругления R наконечника иглы с находится на уровне 10 нм. В ACM Dimension3100 применена измерительная схема с неподвижным образцом и подвижным зондом. В ходе измерений прецизионные перемещения иголки в трех направлениях обеспечиваются трубчатым пьезосканером, на котором устанавливается чип с кантилевером. При этом для обеспечения удобства установки и смены зондов имеется сменный держатель. В измерительной системе использована лазерно-лучевая схема детектирования отклонения кантилевера.
При работе микроскопа обеспечиваются безопасные условия труда оператора.
В комплект единичного экземпляра атомно-силового микроскопа Dimension (Veeco Instruments) 3100 зав. № 1524-227, входят:
-
1. Столик атомно-силового микроскопа Dimension3100 1 шт.
-
2. Головка сканера Dimension Hybrid XYZ 1 шт.
-
3. Блок управления микроскопом Dimension 1 шт.
-
4. Блок управления микроскопом Nanoscope V 1 шт.
-
5. Звукоизоляционная камера 1 шт.
-
6. Система виброзащиты 1 шт.
-
7. Руководство по эксплуатации 1 шт.