Сканирующие элементы зондовых микроскопов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Сканирующие элементы (сканеры) СЗМ с высокой точностью контролируют расстояние зонд-образец и осуществляют перемещения зонда в плоскости . Сканеры изготавливаются из пьезоэлектриков - материалов, изменяющих свои размеры во внешнем электрическом поле (обратный пьезоэлектрический эффект). Наиболее распространенный для этого применения материал - цирконат-титанат свинца.
Рис. 2.3. Сканирующий элемент в виде трипода, собранный на трубчатых пьезоэлементах
Недостатками такого сканера являются сложность изготовления и сильная асимметрия конструкции. Общий вид трубчатого сканера и схема расположения электродов представлены на рисунке 2.4. Материал трубки имеет радиальное направление вектора поляризации.
Рис. 2.4. Трубчатый пьезосканер
Внутренний электрод обычно сплошной.
Внешний электрод сканера разделен по образующим цилиндра на четыре секции. При подаче противофазных напряжений на противоположные секции внешнего электрода (относительно внутреннего) происходит сокращение участка трубки в том месте, где направление поля совпадает с направлением поляризации, и удлинение там, где они направлены в противоположные стороны.
Это приводит к изгибу трубки в соответствующем направлении. Таким образом осуществляется сканирование в плоскости. Изменение потенциала внутреннего электрода относительно всех внешних секций приводит к удлинению или сокращению трубки по оси.
Таким образом, можно реализовать трехкоординатный сканер на базе одной пьезотрубки.
Пьезокерамики, используемые для изготовления сканеров, обладают некоторыми недостатками:
- 1) нелинейность пьезоэлектрических свойств накладывает ограничение на диапазон рабочих напряжений; 2) запаздывание реакции на изменение величины управляющего напряжения приводит к геометрическим искажениям в СЗМ изображениях; 3) гистерезис пьезокерамики - при одних и тех же управляющих напряжениях пьезокерамика оказывается в разных точках траектории в зависимости от направления движения.
Для борьбы с этими недостатками используют специальные датчики, устанавливаемые непосредственно на каждый пьезоэлектрический элемент и позволяющие с высокой точностью определять абсолютные значения изменения геометрических размеров сканеров.
Каждый пьезоэлемент имеет свой уникальный пьезоэлектрический коэффициент от 1 до 3000 /В.
Так, при приложении напряжения 100 мВ к пьезоэлементу с коэффициентом расширения 1 /В получаем перемещение 0,1 . Использование таких элементов позволяет осуществлять прецизионное трехмерное позиционирование зонда над поверхностью.
Похожие статьи
-
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное...
-
Полиморфные переходы в карбиде кремния Уже первые исследователи, открывшие явление полиморфизма, наблюдали переходы одних модификаций в другие. В 1839...
-
Фазовые переходы и полиморфизм - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В таблице 1 приведена современная классификация полиморфизма. К полиморфным превращениям могут приводить Фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые...
-
Заключение, Литература - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В результате исследования АСМ пленок SiC на подложках 6H - SiC было выявлено увеличение процесса консолидации центров роста на поверхности образцов при...
-
Структурная кристаллография карбида кремния Задолго до проведения рентгеновских исследований несколькими учеными с помощью оптических методов была...
-
Введение - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Актуальность Темы . Карбид кремния SiC - единственный материал среди соединений элементов IV группы Периодической системы Д. И. Менделеева обладающий...
-
Для получения пленок SiC использовалась вакуумная установка типа УРМ3, модернизированная с учетом особенностей предполагаемой методики получения....
-
Известно, что кубический карбид кремния (3С-SiC) является одним из наиболее интересных политипов SiC.3С-SiCобладает наибольшей среди политипов SiC и не...
-
С момента начала работы группы структуры НИЦ [29, 30], уже стало ясно, что группа структуры различных политипами можно сравнить наилучшим путем изучения...
-
Получение SiC и выращивание его кристаллов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Промышленное получение SiC в широких масштабах до настоящего времени производится по методу Ачесона без каких-либо существенных изменений. SiC...
-
Свойства титана Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации. Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства,...
-
Подвод тока в плавильное пространство электродуговой печи осуществляется тремя электродами цилиндрической формы. Материал электрода должен обладать...
-
Выбор вида заготовки зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений. Существует...
-
Выбор материалов для всех элементов механизма - Проектирование домкрата
Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью, хорошей обрабатываемостью, высокой прочностью. Таким требованиям лучше всего отвечают стали....
-
Понятие о поточном производстве - Производственная структура промышленного предприятия
Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и...
-
Измельчение древесных отходов необходимо для обеспечения надежного и устойчивого процесса ее сжигания. Кроме того, однородный фракционный состав...
-
Принцип действия рассматриваемого электропривода состоит в следующем: при отклонении положения панели СБ от оптимального положения относительно светового...
-
Оптическая система - Применение ионного микроскопа
Схема колонны СГИМ Для фокусировки и отклонения ионного пучка используется электростатическая оптическая схема, аналогичная системам со сфокусированным...
-
Назначение. Конструктивные элементы - Выбор вида шланга для применения в конкретном производстве
Гибкие шланг ЕS предназначены для надежного крепления на трубопроводе и исключения передачи вибрации от горелок к газовому тракту. Использование гибких...
-
Полистовые конструкции проектируемого резервуара представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку вращения, способной терять устойчивость под...
-
Возможные ЧС: пожары и взрывы, вызванные неисправностью оборудования, нарушением правил эксплуатации оборудования или правил техники безопасности;...
-
По характеру (закономерности) изменения погрешности измерений подразделяются на систематические, случайные и грубые (промахи). Систематические...
-
Элементы производственной системы - Производственная система
Элементами производственной системы являются: производственный процесс, ресурсы, продукция. 1. Процесс производства (конверсии)- это последовательность...
-
Выбор инструментальных приспособлений произведен по методике изложенной в [13]. Исходные данные: конструкция крепежной части; конструкция посадочного...
-
Взаимодействие ионов с веществом - Применение ионного микроскопа
Ионы, как и электроны в СЭМ, могут проникать во внутренний объем твердых и жидких образцов. Поскольку отслеживать траектории движения каждого иона в...
-
Прежде всего, необходимо проверить соответствие предельных размеров, отклонений формы деталей и зазоров чертежам с требованиями ГОСТ 5264-80. Свариваемые...
-
В приспособлениях силы трения возникают на поверхностях контакта заготовки с опорными и зажимными элементами. Величина коэффициента трения (зависит от...
-
Основные элементы внутреннего водопровода и канализации - Организация работы водозаборного канала
Все элементы системы и водоотведения, и канализации взаимосвязаны в работе. Выход из строя хотя бы одного из них может привести к нарушениям работы всей...
-
Перечень рекомендуемых элементов систем качества приведен в таблице, приложенной к стандарту ИСО 9000 - 1. В эту таблицу включены следующие элементы: 1....
-
Общий припуск z0 равен сумме всех промежуточных припусков zI. Поэтому для каждой обрабатываемой детали можно записать: , Где - число технологических...
-
Рассчитываем трехфазную электропечь для выплавки ферросплава, мощной которой (выделяемая в рабочем пространстве печи) равна 15 МВа = 15000 кВа. Тогда...
-
Резанье металлов - это обработка путем снятия стружки. В процессе обработки рабочее движение сообщаемое заготовке и режущему инструменту обеспечивает...
-
Принцип действия, Классификация - Источники тока (аккумуляторные батареи)
Основу химических источников тока составляют два электрода (катод, содержащий окислитель и анод, содержащий восстановитель), контактирующих с...
-
Особенности формования аморфных полимеров - Изготовление деталей из пластмасс
Аморфные полимеры при изготовлении из них расплава изделий переходят в твердое состояние без изменения фазового (аморфного) состояния. Параметром...
-
По ходу плавки в электродуговую печь требуется подавать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы тока...
-
Сварочные электроды Металлические электроды для сварки представляют собой пруток из специальной проволоки, называемой стержнем электрода (в подавляющем...
-
Монтаж конструкций промышленных зданий - Монтаж строительных конструкций
Монтаж конструкций, современных одно - и многоэтажных зданий, как правило, осуществляют по захватной системе. В зависимости от размеров пролетов, высоты...
-
Введение - Производство колбасных изделий
Технология - Наука о наиболее эффективных способах промышленного производства товаров. На выбор технологии производства влияет много факторов: Вид...
-
Расчет конструктивных элементов РВСП 38500 м3 на прочность - Проектирование резервуара
Проверочный расчет на прочность для каждого пояса стенки резервуара: (6.1) Гдемеридиональное напряжение (напряжение вдоль образующей); Кольцевое...
-
Склад, властивості та структура зварюваного матеріалу - Здатність до зварювання алюмінієвого сплаву
АМц-алюмінієвий сплав, що деформується, у якому основним легуючим елементом є марганець. Хімічний склад матеріалу відповідає вимогам ГОСТ 4784-97. Сплав...
Сканирующие элементы зондовых микроскопов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния