Исследование наноструктурированной поверхности на АСМ Solver HV
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ирующей системе подвешена измерительная головка 2. Измерительная головка через переходные вакуумные разъёмы подключена к СЗМ контроллеру 5, который в свою очередь подключен к управляющему компьютеру.
Рисунок 3 - Блок-схема Solver HV: 1 - вакуумная камера, 2 - измерительная головка, 3 - турбомолекулярный, 4 - форвакуумным насос, 5 - СЗМ контроллер, 6 - компьютер, 7 - виброизолирующий стол
2.4 Основные функциональные системы Solver HV
Основными функциональными системами Solver HV являются:
вакуумная система;
виброизолирующая система;
измерительная система;
система управления;
система термостатнрования образца.
.4.1 Вакуумная система
Вакуумная система содержит:
вакуумную камеру;
форвакуумный насос; турбомолекулярный насос (ТМИ) с контроллером;
вакуумметры с блоком питания;
вакуумную арматуру (клапаны, трубопровод, уплотнения и т.д.).
Откачка воздуха из камеры производится с помощью двух насосов: форвакуумный насос осуществляет предварительную откачку воздуха, турбомолекулярный обеспечивает получение высокого вакуума и поддержание уровня вакуума во время работы зондового микроскопа.
Конструктивные особенности и технические характеристики насосов приведены в технической документации на эти устройства.
.4.2 Виброизолирующая система
Одним нз основных факторов, определяющих пространственное разрешение любого зондового микроскопа, является качественная виброизоляция. В Solver HV использована комбинация активной и пассивной виброизоляции.
Камера установлена на столе активной виброизоляции. Стол состоит из системы активной виброзащиты и пассивной виброзащиты находящейся внутри столешницы.
Внутри вакуумной камеры имеется устройство пассивной виброизоляции в виде подвеса на пружинах с магнитным успокоителем (Рис. 4). Резонансная частота пружинного подвеса составляет величину около 1 Гц.
Рисунок 4 - Пассивная виброизоляция 1 - пружинный подвес, 2 - арретир. 3 - магнитный успокоитель. 4 - опорное кольцо
2.5 СЗМ измерительная система
В состав СЗМ измерительной системы входят: - сканирующая измерительная головка; - платформа-позиционер.
.5.1 Сканирующая измерительная головка
Общий вид сканирующей измерительной головки представлен на Рис. 5.
Рисунок 5 - Основные элементы сканирующей измерительной головки 1 - основание: 2 - наконечник сканера: 3 - держатель зонда; 4 - винты позиционирования лазера: 5 - винты позиционирования фотодиода; 6 - винтовые опоры: 7 -стойки: 8 - моторизованная опора с шаговым двигателем; 9 - микровинт
нанострутктурированный поверхность исследование
Для наведения лазерного луча на кантилевер с помощью винтов позиционирования лазера (см. поз. 4 на Рис. 5) подбирают такое его положение, при котором лазерный луч будет попадать на кончик кантилевера.
Для установки и горизонтального выравнивания измерительная головка снабжена регулируемыми по высоте винтовыми опорами (см. поз. 6. 7 на Рис. 5). Две передние опоры с контргайками обеспечивают установку измерительной головки по высоте над образцом. Моторизованная опора с шаговым двигателем (см. поз. 8 на Рис. 5) используется для подвода зонда к образцу. Сканирующая измерительная головка снабжена стопками (см. поз. 7 на Рис. 5),на которые она устанавливается в перевернутом положении, например для замены зонда.
.5.2 Автоматизированная платформа-позиционер
Общим вид автоматизированной платформы-позиционера представлен на Рис 6. Основными функциональными элементами платформы являются:
позиционер:
термостатирусмый держатель образца:
криопансль:
магнитопроводы.
Позиционер образца (см. поз. 2 на Рис. 6 а) обеспечивает автоматизированное перемещение образца в плоскости ХУ в диапазоне 4x4 мм. Посадочные гнезда (см.поз. 1 на Рис. 6 а) служат для установки измерительной головки.
Рисунок 6 - Платформа-позиционер. а) 1 - посадочные гнезда. 2 - позиционер образца, 3 - прорези для креппениямагнитопроводов
Рисунок 7 - Платформа-позиционер. б) 4 - криопанель. 5 - держатель образца, отверстия для присоединения хладопровода. 7 - магнитопроводы
Термостатируемый держатель образца (см. поз.5 на Рис. 6) является частью системы термостатирования. В нем расположены нагревательный и охлаждающий элементы, а также установлен терморезистор.
Криопанель 4 при помощи гибкогохладопровода соединяется с емкостью, заполненной жидким азотом, установленной на один из боковых фланцев камеры. Для охлаждения криопанели используется жидкий азот.
В платформе расположен электромагнит к которому крепятся магнитопроводы(см. поз. 3, 7 на Рис. 6). Магнитопроводы служат для создания в области образца магнитного поля, величиной до 1 кГаусс.направленного в плоскости образца. Зазор между полюсными наконечниками магнитопроводов составляет 12 мм. При необходимости (например, при исследовании образцов больших размеров без приложения магнитного поля)магнитопроводы легко снимаются.
.6 Система управления
Система управления Solver HV включает:
СЗМ контроллер:
Компьютер с интерфейсной платой;
Контроллер позиционера;
Контроллер электромагнита:
Термоконтроллер.
Управление контроллерами осуществляется через компьютер при помощи программы управления.
Контроллеры системы управления поставляются в двух вариантах:
расположенными в специальной стойк?/p>