СЗМ Solver PRO. Руководство пользователя. Основная часть
1. Основные сведения
1.1. Устройство
Основными функциональными устройствами, входящими в состав прибора, являются:
−измерительный блок:
−блок подвода и сканирования;
−измерительная головка;
−сканер;
−система управления:
−СЗМ контроллер;
−компьютер с интерфейсной платой;
−система виброизоляции;
−эквивалент сканера;
−система видеонаблюдения;
−защитный колпак.
Общий вид прибора Solver PRO показан на Рис. 1-1.
10
Глава 1. Основные сведения
Рис. 1-1. Общий вид Solver PRO
1 – блок подвода и сканирования, 2 – измерительная головка, 3 – эквивалент сканера; 4 – виброизолирующая платформа, 5 – система видеонаблюдения
В сканирующем зондовом микроскопе Solver PRO реализован принцип модульности. Такой подход позволяет настраивать прибор для проведения измерений характеристик широчайшего круга объектов – от атомной структуры нанотрубок до качества лакокрасочного покрытия. Широта применения обеспечивается не созданием дорогостоящего и громоздкого измерительного комбайна, а возможностью выбора пользователем наиболее подходящей для его круга задач приборной конфигурации.
Фактически Solver PRO представляет блок подвода и СЗМ контроллер с широким набором механических, электромеханических и электронных модулей, блоков и узлов, на основе которых может быть достаточно просто скомпонован СЗМ, сконфигурированный под решение конкретной задачи.
Подобное устройство прибора обеспечивает его универсальность и позволяет работать практически во всех известных методах зондовой микроскопии.
11
СЗМ Solver PRO. Руководство пользователя. Основная часть
1.1.1. Блок подвода и сканирования
Блок подвода и сканирования (далее – блок подвода) является базовым устройством прибора. Основное функциональное назначение блока - подвод (отвод) и позиционирование образца.
На блок подвода устанавливаются измерительные головки, сменные сканеры, держатели образца, термостолики, ячейки и т.п.
На Рис. 1-2 показан общий вид и основные элементы блока подвода.
Рис. 1-2. Блок подвода и сканирования
1– платформа, 2 – опорная планшайба, 3 – стойки, 4 – универсальное основание, 5 – винт ручного подвода, 6 – позиционер, 7 – держатель образца, 8 – штуцер
Блок подвода установлен на массивной платформе 1 на трех стойках 3. Весь узел блока подвода базируется на опорной планшайбе 2. Снизу планшайбы, под кожухом, находится механизм подвода образца к зонду. Сверху расположены универсальное основание 4 и позиционер 6, а также ответные части разъёмов. Кроме того, на опорной планшайбе имеется штуцер 8, который используется при работе с защитным колпаком для подачи газа либо откачки воздуха.
12
Глава 1. Основные сведения
Принцип работы механизма подвода
Устройство механизма подвода схематично показано на Рис. 1-3.
Рис. 1-3. Устройство механизма подвода 1 – шаговый двигатель, 2 – винт подачи, 3 – гайка, 4 – подвижной цилиндр,
5 – статичный цилиндр, 6 –позиционер, 7 – образец, 8 – винт ручного подвода, 9 – стопор, 10 – опорная планшайба
Шаговый двигатель 1 вращает винт подачи 2. Гайка 3, перемещается по винту подачи и двигает подвижный цилиндр 4, на котором закреплен позиционер 6. Подвижный цилиндр посажен в статичном цилиндре 5, который закреплен на планшайбе 10. Для предотвращения проворачивания гайки 3 предусмотрен стопор 9. Винт ручного подвода 8 предназначен для грубого подвода образца к зонду.
В процессе автоматического подвода, как только образец вступает во взаимодействие с зондом, и сигнал обратной связи достигает заданного значения («Set Point»), шаговый двигатель автоматически делает несколько шагов в обратную сторону. Гайка выходит из соприкосновения с верхней стенкой подвижного цилиндра. Двигатель останавливается, а подвижный цилиндр за счет трения остаётся на месте. Величина хода реверса задаётся программно в файле параметров. Таким образом, устраняется механический контакт между приводом подвода и сканером во время проведения измерений.
13
СЗМ Solver PRO. Руководство пользователя. Основная часть
Универсальное основание и позиционер
Универсальное основание закреплено на опорной планшайбе блока подвода, а позиционер установлен на подвижном цилиндре механизма подвода.
Рис. 1-4. Универсальное основание и |
Рис. 1-5. Позиционер |
позиционер |
1 – микрометрические винты, |
1, 2 – посадочные гнезда для установки |
2 – пружинные упоры |
измерительных головок; 3 – стойки для |
|
установки зеркала; 4 - позиционер |
|
На универсальном основании имеются посадочные гнезда для установки измерительных головок (см. поз. 1, 2 на Рис. 1-4), а также стойки (см. поз. 3 на Рис. 1-4) для установки вспомогательного зеркала при работе с системой видеонаблюдения.
В позиционер устанавливают держатель образца, сканер, или другое устройство, на котором закрепляется образец. Позиционирование по осям XY осуществляется с помощью микрометрических винтов 1 (Рис. 1-5). Напротив микрометрических
винтов расположены пружинные |
упоры |
2, |
которые фиксируют устройство |
|
с образцом в позиционере, прижимая |
его |
к микрометрическим |
винтам. |
|
Диапазон позиционирования по |
осям |
XY |
составляет 5х5 мм. |
Точность |
позиционирования – 5 мкм. |
|
|
|
|
14