Cверхвысоковакуумный сканирующий туннельный микроскоп GPI 300
Назначение
Прибор предназначен для прецизионного (на атомном уровне) изучения процессов, происходящих на поверхности металлов и полупроводников в условиях сверхвысокого вакуума. Прибор позволяет проводить запись топограмм с атомным разрешением как чистой поверхности, так и адсорбированных слоев. Прибор может быть интегрирован в любую аналитическую или технологическую установку.
Скачать общее описание сверхвысоковакуумного сканирующего туннельного микроскопа GPI 300:
Отличительные особенности
– Открытая архитектура сканера обеспечивает возможность ввода газовых, молекулярных или световых пучков на образец непосредственно в зону туннельного контакта в процессе сканирования.
– Низкий уровень шумов управляющей электроники и достаточно высокая виброзащищенность. Амплитуда отклонений от заданного расстояния игла-образец не превышает 4 пм.
– Позиционирование иглы по двум координатам X, Z в диапазоне 10×5 мм.
|
|
Технические характеристики
| Рабочая температура | 300 К | |
| Стандартные опции | топография | |
| Максимальная область сканирования (X,Y,Z) | 1.8х1.8х2.0 мкм | |
| Минимальный шаг при сканировании (X,Y,Z) | 0.001 нм | |
| Область позиционирования (X,Z) | 10х5 мм | |
| Точность измерения межатомных расстояний | 0.01 нм | |
| Пространственное разрешение | атомное разрешение на металлах | |
| Стационарный дрейф | 0.2 нм/мин | |
| Механизм подвода и позиционирования | пьезо-инерционный | |
| Диапазон туннельного тока | 10 пА - 50.0 нА | |
| Резонансная частота сканера | 2 кГц | |
| Тип обратной связи | цифровая, ADSP 2181 | |
| Размер образца (X,Y,Z) | 10x10x4 мм (25х25х4 мм) | |
| Базовое давление в вакуумной камере | 5x10-11 Торр | |
| Максимальная температура прогрева при отжиге вакуумной камеры | 160 С |
Конструкция вакуумного модуля
Вакуумный модуль представляет собой вертикальный вакуумный стакан с проходным отверстием 150 мм (160CF) и восемью фланцами 40CF на боковой поверхности, в котором изнутри закреплены каркас с системой подвеса сканера, сам сканер СТМ, система арретирования и подводящие провода для управления сканированием и сбора данных. Модуль устанавливается сверху в вакуумную камеру. На верхний фланец вакуумного стакана устанавливается универсальный манипулятор с пятью степенями свободы, который используется для перезарядки образцов и игл. Сканер подвешен к верхней части вакуумного стакана на вертикальных пружинах с частотой резонанса ≈1 Гц, которые составляют основную ступень виброизоляции СТМ.
Сканер
Состоит из трех трубчатых пьезоэлементов, закрепленных сверху на медной платформе цилиндрической формы. Держатель с иглой устанавливается в пружинный зажим на одном из крайних пьезоэлементов. Два других пьезоэлемента несут на себе по два полированных сапфировых шарика, на которых лежит ползун. На торце ползуна, обращенного к игле, смонтирован пружинный зажим для держателя образца. Пара скольжения сапфир – сапфир и возможность подбора силы прижима обеспечивают устойчивое движение ползуна при любом вакууме, что необходимо для реализации пьезоинерционного привода, используемого в сканере для подвода образца к игле и позиционирования иглы по горизонтали.
Результаты тестов и измерений
Атомное разрешение на плотноупакованных гранях металлов и других объектах — адсорбированных слоях:
