ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Полезная модель относится к области машиностроения, а более конкретно к метрологическим устройствам для нанотехнологии.
Известно измерительное устройство для нанотехнологии, содержащее пьезопривод, закрепленный на неподвижном основании, зонд, связанный с пьезоприводом, выполненный виде V-образной металлической нити с возможностью электрического взаимодействия с подложкой, установленной на подложкодержателе [Патент РФ на ПМ №42697 МПК 7 H01J 37/28, 10.12.2004, Бюл. 34, (аналог)]
Недостатком аналога является отсутствие возможности регулировать ширину полосы сканирования подложки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения нанорельефа обложки, включающий сканирование основным зондом посредством пьезопривода и измерении тока в цепи между основным и дополнительным зондами с помощью прецизионного измерителя [Патент на изобретение №2280853, МПК 7 H01J 37/28, 27.07.2006, Бюл. 21, (прототип)].
Недостатком прототипа является также невозможность регулировать ширину полосы сканирования подложки.
В основу полезной модели положена техническая задача, которая состоит в том, чтобы обеспечить возможность регулирования ширины полосы сканирования подложки в пределах 3-9 Å.
Поставленная техническая задача решается тем, что в технологическом устройстве метрологического обеспечения нанотехнологии, содержащем пьезопривод, закрепленный на неподвижном основании, зонд, связанный с пьезоприводом, подложку, установленную на подложкодержателе, согласно предложенной полезной модели, зонд связан с пьезоприводом посредством переходника и биморфа, устройство снабжено дополнительным зондом, связанным с пьезоприводом посредством дополнительного переходника и биморфа, основной и дополнительный биморфы выполнены с возможностью независимой подачи на них электрического напряжения, зонды расположены по отношению друг к другу под углом порядка 90°, а расстояние между остриями зондов соответствует величине туннельного зазора и равняется от 3 до 9 Å.
Введение в технологическое устройство переходника с биморфом позволяет регулировать расстояние между остриями зондов, а, как следствие, ширину полосы сканирования. Дополнительный зонд дает возможность обработки диэлектрической подложки. Пьезопривод позволяет увеличить срок эксплуатации системы зондов за счет удержания их на одинаковой высоте относительно подложки.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где показано метрологическое устройство для нанотехнологии.
Метрологическое устройство для нанотехнологии содержит неподвижную направляющую 1, стол 2 с подложкой 3, пьезопривод 4 жестко связанный с направляющей, переходник 5 между пьезоприводом и биморфами, основной зонд 6, биморфы 7 дополнительный зонд 8. Основной и дополнительный зонды расположены по отношению друг к другу под углом порядка 90°, а расстояние между остриями зондов 6 и 8 соответствует величине туннельного зазора и равняется от 3 до 9 Å.
Метрологическое устройство для нанотехнологии работает следующим образом. При прикладывании рабочего напряжения между зондами возникает туннельный ток, вследствие испускания электронов одним из зондов под действием внешнего электрического поля высокой напряженности. При приближении зондов к подложке до расстояния действия межатомных электростатических сил, электроны, вышедшие из зазора между зондами, отклоняются под действием электростатического поля, вследствие чего изменяется сопротивление в цепи зонда, которое фиксируется прецизионным измерителем тока. При подаче напряжения на биморфы, происходит их деформация и, как следствие, изменение расстояния между зондами, что позволяет регулировать ширину области сканирования подложки.
Применение предлагаемого метрологического устройства для нанотехнологии позволяет проводить измерения на диэлектрической подложке с изменяемой шириной полосы сканирования, используя систему основного и дополнительного зондов с туннельным зазором между ними в отличие от системы с одним зондом, которая не дает возможности регулировки ширины полосы сканирования.