Микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA

Основные
Тип
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 1 год

Назначение

Микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA (далее C3M) предназначены для измерений линейных размеров микрорельефа поверхности твёрдых тел.

Описание

СЗМ работают в режиме атомно-силового микроскопа (ACM). Принцип действия в СЗМ реализуется посредством детектирования силы, действующей на острие микрозонда со стороны исследуемой поверхности. Поддерживая с помощью системы обратной связи в процессе сканирования постоянную силу взаимодействия между микрозондом и поверхностью образца, регистрируют положение острия микрозонда, что позволяет получить трехмерное изображение топографии поверхности, по которому можно определить линейные размеры измеряемых элементов.

В качестве микрозонда в режиме ACM используется чувствительный элемент, представляющий собой кремниевое микромеханическое изделие, на котором сформирован кантилевер с острием в виде микроиглы.

СЗМ состоят из следующих основных элементов: СЗМ-контроллер, базовый блок, персональный компьютер. Базовый блок представляет собой отдельно стоящую установку, которая обеспечивает защиту от воздействий окружающей среды: защиту от виброакустических воздействий, от изменений температуры и влажности. В базовом блоке расположен держатель образца, который обеспечивает его перемещение в заданном диапазоне и устройство, которое производит сканирование исследуемого объекта. СЗМ-контроллер предназначен для управления базовым блоком и обработки сигналов, полученных в результате проводимых измерений исследуемого образца. Персональный компьютер требуется для обеспечения управления пользователем данным программно-аппаратным комплексом и анализом результатов измерений.

Конструктивно СЗМ выполнены в виде отдельно стоящего базового блока с отдельно устанавливаемым компьютером. Дополнительно микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA могут работать в режимах: сканирующиго туннельного микроскопа и ближнепольного оптического микроскопа.

СЗМ выпускаются в семи модификациях, отличающихся реализацией дополнительных возможностей:

1.    NTEGRA PRIMA (Интегра Прима) базовая конфигурация микроскопа, имеющая в составе измерительные головки для атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии;

2.    NTEGRA SOLARIS (Интегра Солярис) позволяет дополнительно реализовать сканирующую ближнепольную оптическую микроскопию, с использованием апертурных кантилеверов;

3.    NTEGRA AURA (Интегра Аура) позволяет дополнительно реализовать работу в вакууме и внешних магнитных полях;

4.    NTEGRA ACADEMIA (Интегра Академия) позволяет дополнительно работать с вольфрамовой проволокой в режиме АСМ.

5.    NTEGRA SNOM (Интегра СБОМ) позволяет дополнительно реализовать сканирующую ближнепольную оптическую микроскопию, с использованием оптоволоконных датчиков.

6.    NTEGRA MAXIMUS (Интегра Максимус) позволяет проводить дополнительные исследования больших образцов, в том числе полупроводниковых пластин.

7.    NTEGRA SPECTRA (Интегра Спектра) позволяет одновременно реализовывать АСМ и оптические методики (конфокальную микроскопию/спектроскопию комбинационного рассеяния (Раман), зондово-усиленную Рамановскую / флуоресцентную микроскопию/спектроскопию (TERS, TEFS, TERFS).

Заводские номера наносятся на заднюю часть корпуса микроскопов в виде этикетки (шильдика) и имеют цифровое обозначение. Пломбирование микроскопов сканирующих зондовых NTEGRA от несанкционированного доступа не предусмотрено.

VO

4

&

_'11

Рисунок 1 - Внешний вид микроскопов сканирующих зондовых NTEGRA

а) NTEGRA PRIMA; б) NTEGRA SOLARIS; в) NTEGRA AURA; г) NTEGRA ACADEMIA; д) NTEGRA SNOM; е) NTEGRA MAXIMUS; ж) NTEGRA SPECTRA.

Программное обеспечение

Микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA имеют в своем составе программное обеспечение (ПО), встроенное в аппаратное устройство операторского персонального компьютера, разработанное для конкретных измерительных задач, осуществляющее измерительные функции, функции получения и передачи измерительной информации.

Программное обеспечение «NOVA SPM» является специализированным ПО СЗМ и предназначено для их управления, составления измерительных программ и обработки результатов измерений. ПО «NOVA SPM» не может быть использовано отдельно от СЗМ.

Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию. Метрологически значимая часть ПО СЗМ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений.

Главной защитой ПО является USB-ключ-заглушка. HASP (программа, направленная на борьбу с нарушением авторских прав на компьютерное пиратство) использует 128-битное шифрование по алгоритму AES (симметричный алгоритм блочного шифрования информации), что позволяет предотвратить неавторизованное использование ПО.

Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

NOVA SPM

Номер версии (идентификационный номер) ПО

не ниже 1.0

Цифровой идентификатор ПО

-

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY, мкм

от 0,01 до 100

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров в плоскости XY, нм*

± (3+0,01-L), где L - измеряемое значение длины в нм

Диапазон измерений линейных размеров по оси Z, мкм

от 0,01 до 5

Пределы допускаемой абсолютной погрешности

± (4+0,05-L),

измерений линейных размеров по оси сканирования Z,

где L - измеряемое значение

нм*

длины в нм

Примечание: * - при температуре воздуха от плюс 18 °С до плюс 22 °С.

Наименование характеристики

Значение

Диапазон показаний линейных размеров по оси Z, мкм

от 0,0001 до 0,01

Разрешение в плоскости XY с датчиками обратной связи не более, нм

0,3

Разрешение по оси Z не более, нм

0,1

Максимальное число точек сканирования по X и Y

8000 х 8000

Размеры исследуемых образцов (длина х ширина х толщина), не более, мм

100 х 100 х 15

Диапазон позиционирования образца в плоскости XY, не менее, мм

5 х 5

Потребляемая мощность (без дополнительных плат) , не более, Вт

80

Габаритные размеры СЗМ контроллера, не более, мм (длина х ширина х высота)

500 х 445 х 270

Габаритные размеры базового блока, не более, мм (длина х ширина х высота)

400 х 250 х 600

Масса СЗМ контроллера, не более, кг

12

Масса базового блока, не более, кг

15

Таблица 4 - Условия эксплуатации

Температура окружающей среды, °С

от +15 до +25

Относительная влажность воздуха, не более, %

до 80%

Напряжение переменного тока, В

от 95 до 121 или от 187 до 242

Частота, Гц

50/60

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом Комплектность средства измерений

Таблица 5 - Комплектность средства измерений

Наименование

Обозначение

Количество

СЗМ контроллер

-

1 шт.

Базовый блок

NTEGRA

1 шт.

Персональный компьютер

-

1 шт.

Руководство по эксплуатации

Микроскопы сканирующие зондовые NTEGRA

1 экз.

Программное обеспечение на CD-диске

NOVA SPM

1 шт.

Сведения о методах измерений

приведены в части № 3 «Атомно-силовая микроскопия» руководства по эксплуатации.

Нормативные документы

ТУ 26.51.61-001- 40474771-2021 «Микроскопы сканирующие зондовые серии NTEGRA. Технические условия»

Развернуть полное описание