СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОРЕЛЬЕФА ПОДЛОЖКИ Российский патент 2006 года по МПК G01N13/12 H01J37/28 

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к способам определения нанорельефа поверхности.

Известен способ определения нанорельефа поверхности, включающий сканирование над ней основного зонда посредством основного пьезопривода по "поверхности постоянного тока" [Марголин В.И. Основы нанотехнологии. - Учебное пособие // СПб.: СПБГЭТУ "ЛЭТИ", 2000. - 56 с., ил.].

Недостатком аналога является невозможность определения нанорельефа подложки, выполненного из диэлектрического или полупроводникового материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения нанорельефа подложки, включающий сканирование над ней основного зонда посредством основного пьезопривода и измерение тока, протекающего в зондовой цепи с помощью прецизионного измерителя тока [Неволин В.К. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии. - Учебное пособие // М.: МИЭТ, 2000. - 69 с., ил.].

Недостатком прототипа также является невозможность определения нанорельефа подложки, выполненного из диэлектрического или полупроводникового материала.

В основу изобретения положена техническая задача, состоящая в том, чтобы обеспечить определение нанорельефа подложки, выполненного из диэлектрического или полупроводнивого материала.

Техническая задача решается тем, что в способе определения нанорельефа подложки, включающем сканирование над ней основного зонда посредством основного пьезопривода и измерения тока, протекающего в зондовой цепи с помощью прецизионного измерителя тока, согласно изобретению, основной зонд устанавливают под углом 55°-65° к подложке, вводят дополнительный зонд, который также устанавливают под углом 55°-65° к подложке и под углом 60°-70° к основному зонду, основной и дополнительный зонды закрепляют на независимых дополнительных пьезоприводах, связанных с основным, регулируют расстояние между остриями основного и дополнительного зондов до получения туннельного зазора, а измерение тока осуществляют в зондовой цепи между основным и дополнительными зондами.

Введение в способ определения нанорельефа подложки дополнительного зонда с последующим измерением величины тока, протекающего между основным и дополнительным зондами, обеспечивает изменение тока в этой цепи при туннельном взаимодействии с любой поверхностью, в том числе диэлектрической или полупроводниковой, что и позволяет обеспечить определение нанорельефа подложки, выполненного из любого материала, также его стехиометрические характеристики.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана схема устройства, реализующего способ определения нанорельефа подложки.

Устройство, реализующее способ (см. чертеж), содержит основной пьезопривод 1, жестко связанный с основанием 2. На основном пьезоприводе 1 установлены дополнительные 3 и 4, к которым крепятся основной 5 и дополнительный 6 зонды с остриями 7 и 8 соответственно.

В зондовой цепи 5-6 установлен прецизионный измеритель тока 9, изолированный от подложки 10. Зонды 5, 6 установлены под углом 55°-65° к подложке и 60°-70° между собой.

Способ определения нанорельефа подложки реализуется следующим образом.

Регулируют расстояние между остриями 7, 8 основного и дополнительного зондов 5, 6 до получения туннельного зазора с соответствующим туннельным током, величину которого измеряют посредством прецизионного измерителя тока 9. Затем посредством основного пьезопривода 1 осуществляют сканирование над подложкой 10 системы из двух зондов 5, 6 и измеряют значение тока в зондовой цепи 5-6 посредством прецизионного измерителя тока 9. Величина тока в зондовой цепи 5-6 зависит не только от нанорельефа поверхности подложки 10, но и ее материала, т.к. у различных материалов, различные величины "туннельного облака" электронов вблизи поверхности.

Применение предложенного способа позволяет определить нанорельеф подложки из любого материала, а также его стехиометрические характеристики.

Использование для определения нанорельефа подложки, выполненной из диэлектрического или полупроводникового материала. Сущность: основной зонд устанавливают под углом 55°-65° к подложке, вводят дополнительный зонд, который также устанавливают под углом 55°-65° к подложке и под углом 60°-70° к основному зонду. Основной и дополнительный зонды закрепляют на независимых дополнительных пьезоприводах, связанных с основным. Регулируют расстояние между остриями основного и дополнительного зонда до получения туннельного зазора, а измерение тока осуществляют в зондовой цепи между основным и дополнительными зондами. 1 ил.

Способ определения нанорельефа подложки, включающий сканирование над ней основного зонда посредством основного пьезопривода и измерение тока, протекающего в зондовой цепи с помощью прецизионного измерителя тока, отличающийся тем, что основной зонд устанавливают под углом 55-65° к подложке, вводят дополнительный зонд, который также устанавливают под углом 55-65° к подложке и под углом 60-70° к основному зонду, основной и дополнительный зонды закрепляют на независимых дополнительных пьезоприводах, связанных с основным, регулируют расстояние между остриями основного и дополнительного зондов до получения туннельного зазора, а измерение туннельного тока, характеризующего нанорельеф подложки, осуществляют в зондовой цепи между основным и дополнительным зондами.