ПЬЕЗОПРИВОД ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, а более конкретно к пьезоприводам для выполнения нанотехнологических операций.
Известен пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций, содержащий направляющую, стол и технологический узел, связанный с направляющей, выполненный в виде пьезоэлектрического преобразователя и диэлектрического сильфона, герметично установленного между направляющей и столом, с возможностью подачи внутрь сильфона и удаления из него рабочей жидкости или газа [Патент РФ на ПМ №30041, кл. 7 Н02N 2/00, 10.06.2003, Бюл. №16 (аналог)].
Недостатком аналога является низкая точность позиционирования зонда при большом дрейфе технологических структур, сформированных на подложке.
Известен пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций, содержащий пьезоэлементы электрически и механически связанные между собой, причем верхний пьезоэлемент связан с неподвижным основанием, а нижний - с зондом, посредством электроизолирующей прокладки [Д.И.Агейкин, Е.Н.Костина, Н.Н.Кузнецова. Датчики контроля и регулирования. М.: «Машиностроение», 1965 - с.210-215 (прототип)].
Недостатком прототипа является низкая точность позиционирования зонда при большом дрейфе технологических структур, сформированных на подложке.
В основу полезной модели положена техническая задача, состоящая в том, чтобы повысить точность позиционирования нанотехнологического устройства перемещений.
Поставленная техническая задача решается тем, что пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций, содержащий пьезоэлементы, электрически и механически связанные между собой, причем верхний пьезоэлемент связан с неподвижным основанием, а нижний пьезоэлемент связан с зондом посредством электроизолирующей прокладки, согласно предложенной полезной модели, снабжен устройством подачи жидкого азота, тепловой трубой, верхний торец которой связан с устройством подачи жидкого азота, а нижний торец тепловой трубы соединен с электроизолирующей прокладкой, выполненной из теплопроводящего материала, а пьезоэлементы пьезопривода выполнены в виде колец, установленных на тепловой трубе.
Введение в устройство тепловой трубы, верхний торец которой связан с устройством подачи жидкого азота, а нижний торец трубы снабжен электроизолирующей прокладкой из теплопроводящего материала, обеспечивает дополнительное охлаждение, необходимое для термостабилизации пьезопривода, а следовательно, для повышения точности позиционирования зонда.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, где показан пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций.
Пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций (фиг.1) содержит пьезоэлементы 1, электрически и механически связанные между собой, причем верхний пьезоэлемент 2 связан с неподвижным основанием 3, а нижний пьезоэлемент 4 связан с зондом 5 посредством электроизолирующей прокладки 6. Зонд 5 электрически связан с объектом обработки 7. Пьезопривод снабжен устройством подачи жидкого азота 11 (УПЖА) и тепловой трубой 9, причем верхний торец тепловой трубы 10 связан с устройством подачи жидкого азота 11 (УПЖА), а нижний торец 12 тепловой трубы 9 соединен с электроизолирующей прокладкой 6, которая выполняется из теплопроводящего материала, например из керамики.
Пьезоэлементы привода выполнены в виде колец 8, установленных на тепловой трубе 9. Устройство снабжено блоком питания 13.
Пьезопривод для выполнения нанотехнологических операций работает следующим образом.
При подачи напряжения с блока питания 13 на пьезоэлементы 1, выполненные в виде колец 8, производится координирующее перемещение электрически связанного с объектом обработки 7 зонда 5, который производит нанотехнологическую операцию. Вследствие поданного напряжения происходит механическая деформация пьезоэлементов 1 по вертикальной оси и их нагрев, для устранения которого на тепловую трубу 9 подается жидкий азот от УПЖА.
Таким образом, кольца 8, при работе пьезопривода, находятся при постоянной и довольно низкой температуре, что позволяет увеличить точность позиционирования и уменьшить дрейф частиц в нанообъекте.
Применение предложенного пьезопривода позволяет сократить время и повысить точность нанотехнологической операции при взаимодействии зонда с объектом обработки.