УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЛЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Полезная модель относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам перемещения для нанотехнологии.
Известно устройство перемещения для нанотехнологии, содержащее неподвижное основание и жестко связанный с ним пьезопривод [Авторское свидетельство СССР №1713065, кл. Н02L 41/09, 1991 г. (аналог)].
Недостатком аналога является низкое быстродействие при малых перемещениях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство перемещения для нанотехнологии, содержащее неподвижное основание, жестко связанный с ним пьезопривод и установленный на нем зонд [Неволин В.К. Физические основы туннельнозондовой нанотехнологии. - Учебное пособие // М.: МИЭТ 2000. - 69 с., ил. - стр.4-5 (прототип)].
Недостатком прототипа также является низкое быстродействие и малое перемещение.
Технической задачей, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является повышение величины перемещения и быстродействия устройства.
Поставленная техническая задача решается тем, что пьезопривод выполнен в виде трех ортогональных биморфов, жестко соединенных последовательно друг за другом с возможностью реализации перемещения вдоль координатных осей X, Y, Z соответственно.
Введение в устройство перемещения для нанотехнологии жестко соединенных последовательно друг за другом трех ортогональных биморфов, обеспечивает перемещения зонда по координатным осям X, Y, Z, повышает быстродействие устройства и величину перемещения.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, где показано устройство перемещения для нанотехнологии.
Устройство перемещения для нанотехнологии (фиг.1) содержит неподвижное основание 1, жестко соединенный с ним пьезопривод 2 и закрепленный на нем зонд 3. Пьезопривод 2 выполнен в виде трех биморфов 4, 5, 6 жестко соединенных последовательно друг за другом, которые позволяют реализовать изгибы в плоскостях XY, YZ, XZ.
Биморфы представляют собой две склеенные между собой пластины, изготовленные из особых материалов, причем грани этих пластин определенным образом ориентированы относительно кристаллографических осей.
В биморфах, работающих на изгиб, пластины должны склеиваться таким образом, чтобы при растяжении в одной из них и сжатии в другой, в них возникали бы напряжения одного знака. Соотношение между приложенными силами и возникающими откликами зависит от пьезоэлектрических свойств керамики, размера и формы образца, и направления векторов электрических и механических величин. Отклонения, возникающие на подвижных концах биморфов, значительно превышают абсолютные деформации в пьезоэлементах и изготавливаемых из них пьезоприводов. При изготовлении биморфов, как правило, используют срез сегнетовой соли, срез фосфорнокислого аммония и поляризованную по толщине керамику титаната бария [Агейкина Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н.Н. Датчики контроля и регулирования. - Справочные материалы // М.: Машиностроение. - 928 с., ил. - стр.211-214].
Устройство перемещения для нанотехнологии работает следующим образом. При подаче напряжения от блока питания (на фиг.1 условно не показан) в диапазоне от 0 до 36 вольт на биморф 4, происходит его изгиб в плоскости XY (перемещение по оси X). При подаче аналогичного напряжения на биморф 5 происходит его изгиб в плоскости YZ (перемещение по оси Y), а при подаче напряжения на биморф 6 происходит
его изгиб в плоскости XZ (перемещение по оси Z). Таким образом, в пьезоприводе реализуются перемещения по координатным осям X, Y, Z.
Применение предлагаемого устройства перемещения для нанотехнологии позволяет повысить быстродействие и величину перемещения.