Назначение
Микроскопы сканирующие зондовые NanoEducator предназначены для измерений трехмерной топологии и параметров микрорельефа поверхности конденсированных сред.
Микроскопы сканирующие зондовые NanoEducator применяют в учебном процессе для изучения основ сканирующей зондовой микроскопии и проведения исследований в области нанотехнологии, микромеханики, физики и технологии микро- и наноструктур, материаловедения. .
Описание
Микроскопы сканирующие зондовые (СЗМ) представляют собой стационарные автоматизированные многофункциональные измерительные системы.
СЗМ обеспечивает работу как в режиме сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), так и атомно-силового микроскопа (АСМ).
Принцип действия СТМ основан на квантовом эффекте туннелирования электронов через узкий потенциальный барьер между исследуемой проводящей поверхностью образца и острием микрозонда. Детектируя туннельный ток, протекающий при постоянном электрическом смещении между микрозондом и образцом, получают информацию о топографии проводящей поверхности в атомном масштабе. АСМ реализует принцип измерений силы, действующей на острие микрозонда со стороны исследуемой поверхности, как проводящих, так и диэлектрических сред. Поддерживая с помощью обратной связи постоянной силу взаимодействия между микрозондом и поверхностью образца, регистрируют положение острия микрозонда, что позволяет получить трехмерное изображение топографии поверхности.
В состав СЗМ входит сканирующая измерительная головка, электронный блок и персональный компьютер. В качестве зонда используется вольфрамовая игла, закрепленная на пьезокерамическом датчике. С помощью устройства для травления зондов, входящего в комплект поставки, возможно самостоятельное изготовление вольфрамовых игл.
Управление процессом измерений осуществляется от контроллера и PC совместимого компьютера с помощью программного обеспечения. Управляющие сигналы от СЗМ-контроллера поступают в измерительную головку. Управление СЗМ-контроллером осуществляется с помощью компьютерного программного обеспечения посредством USB порта.
При помощи программного обеспечения осуществляется настройка прибора, оптимизация его параметров, управление режимами работы, выполнение сканирования, обработка результатов измерений и их хранение.
Конструктивно СЗМ NanoEducator выполнены в виде настольных приборов с отдельно устанавливаемым компьютером. По заказам приборы оснащаются широким набором дополнительных устройств и принадлежностей.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY не менее, мкм | 0-70 |
| Диапазон измерений линейных размеров по оси Z не менее, мкм | 0-8 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений линейных размеров в плоскости XY не более, % | ±5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений линейных размеров по оси Z не более, % | ±5 |
| Нелинейность сканирования в плоскости XY не более, % | 5 |
| Разрешение в плоскости XY не более, нм | 30 |
| Разрешение по оси Z не более, нм | 10 |
| Дрейф в плоскости XY не более, нм/с | 1 |
| Дрейф по оси Z не более, нм/с | 1 |
| Максимальное число точек сканирования по X и Y | 512x512 |
| Размеры исследуемых образцов (диаметр х толщина) не более, мм | 12x5 |
| Диапазон напряжение питания переменного тока, В | 100-240 |
| Потребляемая мощность не более, Вт | 60 |
| Габаритные размеры электронного блока не более, мм | 260x160x360 |
| Габаритные размеры СЗМ не более, мм | 160x160x130 |
| Масса не более, кг | 8 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность не более, % - атмосферное давление, мм рт. ст. - дрейф температуры не более, °C в час - амплитуда вибраций в полосе частот 1-4000 Гц не более, мкм | 20 ±5 65 ±15 760 ± 30 1 0,5 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на средство измерений и на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Комплект поставки включает:
| № | Описание |
| 1 | Электронный блок управления СЗМ NanoEducator |
| 2 | Универсальная сканирующая измерительная АСМ/СТМ головка |
| 3 | Интерфейсный кабель USB |
| 4 | Программное обеспечение для получения и обработки изображений на IBM-совместимой рабочей станции |
| 5 | Рабочие принадлежности для СЗМ |
| 6 | Набор зондов |
| 7 | Соединительные кабели для подключения измерительной головки и сканера |
| 8 | Шнур питания |
| 9 | Защитный колпак с цифровой видеокамерой |
| 10 | Устройство для травления зондов |
Поверка
Поверка микроскопов сканирующих зондовых NanoEducator проводится в соответствии с документом «Микроскопы сканирующие зондовые NanoEducator. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» 19 мая 2010 г..
Основным средством поверки является мера периода и высоты линейная TGQ1.
Межповерочный интервал - один год.
Нормативные документы
ГОСТ 12997 «Изделия ГСП. Общие технические условия».
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Заключение
Тип микроскопов сканирующих зондовых NanoEducator утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
7145-79