УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОРЕЛЬЕФА И СТЕХИОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ

Полезная модель относится к области измерительной техники, а более конкретно к устройствам перемещений для определения микрорельефа и стехиометрии поверхности.
Известно устройство перемещений для определения микрорельефа и стехиометрии поверхности, содержащее пьезосканер с зондом, острие которого направлено на исследуемую поверхность и прецизионный измеритель перемещений, например, туннельный датчик [Неволин В.К. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии. - Учебное пособие // М.: МИЭТ, 2000. - 69 с. ил. (аналог)].
Недостатком аналога является невозможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности диэлектрических материалов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство перемещений для определения микрорельефа и стехиометрии поверхности, содержащее пьезосканер с зондом, острие которого направлено на исследуемую поверхность и прецизионный измеритель перемещений, например, туннельный датчик [Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. - Учебное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений // Российская академия наук. Институт Физики микроструктур г. Нижний Новгород, 2004 г. - 110 с. (прототип)].
Недостатком прототипа так же является невозможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности диэлектрических материалов.
В основу полезной модели положена задача обеспечить возможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности любых, в том числе
диэлектрических материалов, при выполнении различных аналитико-технологических операций.
Эта задача решается тем, что пьезосканер снабжен дополнительным зондом, установленным параллельно основному, с возможностью регулирования зазора между остриями основного и дополнительного зондов, устройство снабжено магнитом, силовые линии которого расположены параллельно исследуемой поверхности и перпендикулярно направлению туннельного тока между остриями основного и дополнительного зондов.
Введение в устройство перемещений для определения микрорельефа и стехиометрии поверхности дополнительного зонда, причем острие его находится на довольно близком расстоянии от острия основного зонда и магнита, отклоняющего туннельный ток между остриями зондов так, чтобы он «задевал» поверхностные слои атомов поверхности подложки, что, в целом, и обеспечивает возможность определения микрорельефа и стехиометрии поверхности подложки.
Сущность полезной модели поясняется на (Фиг.1) и (Фиг.2).
На Фиг.1 показано устройство определения микрорельефа и стехиометрии поверхности.
На Фиг.2 показано расположение зондов и магнита, а так же направление силовых линий магнитного поля, создаваемого магнитом.
Устройство определения микрорельефа и стехиометрии поверхности (Фиг.1) содержит пьезосканер 1 с зондом 2, острие 3 которого направлено на исследуемую поверхность 4 и прецизионный измеритель перемещений, например, туннельный датчик. Пьезосканер 1 снабжен дополнительным зондом 5, установленным параллельно основному 2, с возможностью регулирования зазора 6 (Фиг.2) между остриями 3 основного 2 и дополнительного 5 зондов. Устройство снабжено магнитом 7, силовые линии 8 которого расположены параллельно исследуемой поверхности 4 и перпендикулярно направлению туннельного тока 9 между остриями 3 основного 2 и дополнительного 5 зондов.
Устройство определения микрорельефа и стехиометрии поверхности работает следующим образом.
При подаче напряжения на пьезопривод 1 происходит расширение биморфов, за счет чего зонды 2 и 5 опускаются (поднимаются) относительно технологической поверхности подложки 4. При подаче напряжения на зонды 2 и 5, возникает туннельный ток 9 между остриями зондов 3.
Туннельный ток 9 проходит в пространстве между остриями 3 зондов 2 и 5, задевая верхние атомы поверхности подложки 4 из-за отклоняющего действия магнитного поля, создаваемого магнитом 7. Характеристики туннельного тока 9 изменяются в зависимости от того, попадает ли он на атомы и насколько этот ток провзаимодействует с электронами этих атомов.
Таким образом, по изменению туннельного тока 9 между остриями 3 зондов 2 и 5 можно судить по изменению расстояния между зондами 2 и 5 и подложкой 4, что позволяет определить микрорельеф и стехиометрию поверхности любого материала, в том числе диэлектрического.
Применение предложенного устройства определения микрорельефа и стехиометрии поверхности позволяет определять микрорельеф и стехиометрию поверхности подложки любых материалов, в том числе диэлектрических, при выполнении различных нанотехнологических операций.