Туннельный микроскоп Советский патент 1992 года по МПК H01J37/285 

Изобретение относится к исследованию поверхности методом туннельной микроскопии и спектроскопии и может быть использовано в исследовательских и технологических установках.

Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров микроскопа за счет изменения конструкции взаимодействующих подвижных элементов.

На чертеже показана схема микроскопа.

Он содержит узел сканирования, выполненный из двух соосно расположенных соединенных между собой смежными торцами трубчатых пьезоэлементов 1 и 2, на внутрен нем из которых 1 со стороны свободного торца установлено острие 3, узел взаимного позиционирования острия и образца, включающий внешний пьезоэлемент 2, соединенный с источником 4 пилообразного

напряжения с несимметричными фронтами импульсов, стержень 5, зафиксированный силой трения с помощью упругого элемента 6 в направляющей втулке 7. При этом внеш ний пьезоэлемент 2 закреплен на переходной детали 8. установленной на основании 9, на котором закреплены держатель 10 с образцом 11.

Устройство работает следующим образом.

Внутренний пьезоэлемент 1 в начальном положении находится на расстоянии от держателя 0,1,..10 мм, что позволяет производить как смену образца, так и его иссле дование другими методами. При подаче на электроды внешнего пьезоэлемента 2 импульсов от источника 4 в соответствии с фронтом импульса происходит медленное или быстрое изменение его длины. Когда значение силы инерции превышает силу

V

ю

Ск Os

ю

трения в паре стержень 5 - направляющая втулка 7 обеспечивается относительное проскальзывание в указанной паре. 8 результате торец внутреннего пьезоэлемента 1с острием 3 приближается к поверхности образца 1.1. Пои достижении туннельного зазора (10...20 А ) начинается сканирование исследуемой поверхности с помощью внутреннего пьезоэлемента. Аналогичным образом при изменении чередования фронтов импульсов осуществляется отвод внутреннего пьезоэлемента с острием от образца.

В данном устройстве из-за использования для перемещения собственной массы внутреннего пьезоэлемента со стержнем габаритные размеры по сравнению с прототипом могут быть уменьшены примерно вдвое, при этом уменьшается электрическая нагрузка на управляющие электроды пьез о- элементов. Микроскоп прост в изготовлении и легко совместим с другими установками для исследования поверхности.

./

Формула изобретения

Туннельный микроскоп, содержащий узел сканирования, выполненный из двух

соосно расположенных трубчатых пьезоэле- ментов, на внутреннем из которых установлено острие, объектодержатель, установленный на основании, и источник пилообразного напряжения с несимметричными фронтами импульсов, выход которого соединен с управляющими электродами внешнего пьезоэлемента, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров микроскопа, внутренний пьезоэлемент с противоположного от острия торца жестко соединен со стержнем, установленным с возможностью осевого регулируемого упругим элементом смещения в направляющей втулке, жестко соединенной

со смежным торцом внешнего пьезоэлемента, противоположный торец которого закреплен на основании.

Изобретение относится к исследованию поверхности методом туннельной микро- скопии. Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров туннельного микроскопа, что достигается путем изменения конструкции взаимодействующих подвижных элементов. Микроскоп содержит узел сканирования, выполненный из двух соосно расположенных трубчатых пьезоэле- ментов (ПЭ), объекте держатель и источник пилообразного напряжения с несимметричными фронтами импульсов. На внутреннем ПЭ установлено измерительное острие. С противоположного от острия торца этот ПЭ жестко соединен со стержнем, установленным в направляющей втулке, жёстко соединенной со смежным торцом внешнего ПЭ, противоположный торец которого закреплен на основании. 1 ил.