УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОТКЛОНЕНИЯ ОСТРИЯ ЗОНДА

Полезная модель относиться к области измерительной техники, а более конкретно к устройствам регистрации отклонения острия зонда в атомно-силовом микроскопе.
Известно устройство регистрации отклонения острия зонда в сканирующем туннельном микроскопе, включающее прецизионный измеритель тока. Биннинг Г., Рорер Г. Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности. - Нобелевская лекция по физике//Успехи физических наук. - т. 154, вып. 2.- М.: Наука, 1988 - с. 261-278
Недостатком аналога является низкая чувствительность устройства и невозможность регистрации отклонения острия зонда с разрешением 1пм ().
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство регистрации отклонения острия зонда в атомно-силовом микроскопе, включающее прецизионный измеритель перемещений, связанный с зондом. Атомный силовой микроскоп.Наука и жизнь, № 9, 1989.- с.52
Недостатком прототипа является низкая чувствительность способа и невозможность регистрации отклонения острия зонда с разрешением 1 пм (10- м).
В основу полезной модели положена техническая задача, заключающаяся в том, чтобы повысить чувствительность устройства регистрации отклонения острия зонда.
Поставленная техническая задача решается тем, в устройстве регистрации отклонения острия зонда, включающем прецизионный измеритель перемещений, связанный с зондом, согласно предложенной полезной модели, прецизионный измеритель перемещений выполнен в виде кварцевого резонатора, жестко связанного с зондом и установленным соосно с ним, устройство дополнительно снабжено датчиком разности частот, электрически связанным с кварцевым резонатором.
Введение в устройство регистрации отклонения острия зонда, кварцевого резонатора, жестко связанного с зондом и установленный соосно с ним, обеспечивает измерение отклонения острия посредством прецизионного датчика разности частот колебаний резонатора до и после возникновения межатомного взаимодействия между острием зонда и исследуемой поверхностью, даже при отклонении острия на 1пм (10 м), что и обеспечивает решение поставленной задачи.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1., где показано схема устройства регистрации отклонения острия зонда.
Устройство (фиг. 1) содержит прецизионный измеритель перемещений 1, связанный с зондом 2 и с острием 3. Прецизионный измеритель перемещений 1 выполнен в виде кварцевого резонатора 4, жестко связанного с зондом 2 и установленным соосно с ним. Устройство снабжено датчиком разности частот 5, электрически связанным с кварцевым резонатором 4. Зонд 2 с острием 3 установлен с возможностью бесконтактного взаимодействия с подложной 6, закрепленной на основании 7.
Устройство регистрации отклонения острия зонда работает следующим образом.
Под действием сил электростатического и межатомного взаимодействия острие 3 зонда 2 перемещаетеся в вертикальном направлении и воздействует на кварцевый резонатор 4. В результате этого взаимодействия изменяется частота колебаний кварцевого резонатора 4. Датчик разности частот 5 регистрирует разность частот колебаний кварцевого резонатора 4 до и после возникновения электростатических и межатомных взаимодействия между острием 3 зонда 2 и исследуемой поверхностью 6.
Применение предложенного устройства позволяет повысить чувствительность при отклонении острия зонда на 1пм ().