НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к нанотехнологическим устройствам перемещений.
Известно нанотехнологическое устройство, содержащее неподвижное основание, связанный с ним основной пьезопривод и основной зонд, электрически сзязанный с подложкой, на торце основного пьезопривода установлены три дополнительных пьезопривода, на торце каждого дополнительного пьезопривода жестко закреплен зонд, один из зондов выполнен из платиново-иридиевого сплава, а два других - из вольфрама; все три зонда расположены на одной линии. [Патент РФ №65299, МПК H01L 41/00, опубл. 27.07.2007 г. (аналог)].
Недостатком аналога является малое быстродействие зонда, связанного с модулем привода.
Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату является устройство перемещения для нанотехнологии, содержащее неподвижное основание и жестко связанный с ним привод, выполненный в виде трех модулей, последовательно связанных между собой таким образом, что оси модулей расположены по координатным осям X, Y, Z, и зонд, связанный с третьим модулем, модули перемещения по координатным осям X, Y выполнены пьезоэлектрическими, а третий модуль перемещения по координатной оси Z выполнен в виде катушки индуктивности с сердечником, на свободном конце которого выполнена прорезь, разделяющая сердечник на две части - жесткую часть и упругую часть, на которой консольно закреплен зонд [Патент РФ №66870, МПК H02N 2/04, опубл. 27.09.2007 г. (прототип)].
Недостатком прототипа является малое быстродействие зонда, связанного с третьим модулем привода.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение быстродействия зонда.
Поставленная техническая задача решается тем, что в нанотехнологическом устройстве перемещений, содержащем неподвижное основание и жестко связанный с ним привод, выполненный в виде трех модулей перемещения, последовательно связанных между собой таким образом, что оси модулей перемещения расположены по координатным осям X, Y, Z, зонд, связанный с модулем перемещения, расположенным по координатной оси Z, модули перемещения по координатным осям X, Y выполнены пьезоэлектрическими, согласно предложенной полезной модели, модуль перемещения, расположенный по координатной оси Z выполнен в виде конденсатора, одна пластина которого связана с модулем перемещения, расположенным по оси Y, а другая пластина связана с балкой, на свободном конце которой выполнена сквозная прорезь, разделяющая балку на жесткую часть и упругую часть, на которой консольно закреплен зонд.
Выполнение в нанотехнологическом устройстве перемещений модуля перемещения по координатной оси Z в виде конденсатора, одна пластина которого связана с модулей, а другая - с балкой, на свободном конце которой выполнена сквозная прорезь, разделяющая балку на две части: жесткую и упругую, на которой консольно закреплен зонд, обеспечивает повышение быстродействия зонда за счет уменьшения массы подвижной части модуля перемещения по координатной оси Z - упругой части балки по сравнению с прототипом.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где
на фиг.1 показан вид сбоку нанотехнологического устройства перемещений;
на фиг.2, изображен вид сверху нанотехнологического устройства перемещений.
Нанотехнологическое устройство перемещений (фиг.1 и фиг.2) содержит неподвижное основание 1, соединительный элемент 2, связывающий модули 3, 4 перемещения по координатным осям X, Y соответственно, и модуль 5 перемещения по координатной оси Z.
Модули перемещения 3 и 4 по координатным осям Х и Y выполнены пьезоэлектрическими.
Модуль 5 перемещения по координатной оси Z выполнен в виде конденсатора 7, одна пластина 8 которого связана с модулем 4, а другая пластина 9 связана с балкой 10. На свободном конце 11 балки 10 выполнена сквозная прорезь 12, разделяющая балку 10 на две части: жесткую часть 13 и упругую часть 14. На упругой части 14 балки 10 консольно закреплен зонд 6. Связующий элемент 15 жестко связывает пластину 9 с балкой 10.
Нанотехнологическое устройство перемещений работает следующим образом.
При подаче напряжения на модули 3, 4 по координатным осям X, Y происходит их механическая деформация, вызванная явлением обратного пьезоэффекта. При этом зонд 6 перемещается вдоль осей Х и Y. При подаче напряжения различной величины на модуль перемещения 5, выполненный в виде конденсатора 7, происходит увеличение или уменьшение сил электростатического взаимодействия между упругой 14 и жесткой 13 частями балки 10, а вследствие этого, происходит явление отталкивания между жесткой 13 и упругой 14 частями балки 10.
Применение предлагаемого нанотехнологического устройства перемещений позволяет увеличить быстродействие зонда.