Глава 1. Основные сведения
1.1.4.2.Сканирующая измерительная головка
Сканирующие измерительные головки позволяют реализовать тип конфигурации «сканирование зондом», а также «двойное сканирование» (в сочетании со сканером, установленным в позиционер блока подвода).
Сканирующая измерительная головка может работать без блока подвода как отдельный микроскоп. В этом случае образец закрепляется на лабораторном столе и головка устанавливается над образцом или прямо на образец, что позволяет исследовать образцы неограниченных размеров.
Сканирующие измерительные головки представлены моделями для измерений методами АСМ в стандартных условиях, а также рядом специализированных моделей.
В данном разделе рассматривается сканирующая измерительная головка для измерений методами АСМ. Специализированные модели будут рассмотрены в разделах посвященных соответствующим методам и методикам измерений.
Устройство сканирующей измерительной головки
На Рис. 1-17 показаны основные элементы сканирующей измерительной головки.
Рис. 1-17. Основные элементы сканирующей измерительной головки 1 – основание; 2 – наконечник сканера; 3 – держатель зондового датчика;
4 – винты позиционирования лазера; 5 – винты позиционирования фотодиода; 6, 7 – винтовые опоры; 8 –стойки
Сканирующая измерительная головка в своей конструкции имеет сканер, держатель зонда и оптическую систему слежения за кантилевером, состоящую из лазера, четырехсекционного фотодиода и двух зеркал. Устройство сканирующей измерительной головки схематически показано на Рис. 1-18.
21
СЗМ Solver PRO. Руководство пользователя. Основная часть
Рис. 1-18. Устройство сканирующей измерительной головки
Винты позиционирования лазера 4 (см. Рис. 1-17) служат для наведения лазерного луча на кантилевер. С их помощью подбирают такое его положение, при котором лазерный луч попадает на кончик кантилевера. С помощью винтов позиционирования фотодиода 5 (Рис. 1-18) четырехсекционный фотодиод перемещают таким образом, чтобы отраженный от кантилевера луч лазера попадал точно в центр фотодиода.
Для установки и горизонтального выравнивания измерительная головка снабжена регулируемыми по высоте винтовыми опорами (см. поз. 6, 7 на Рис. 1-17). Две передние опоры с контргайками обеспечивают установку измерительной головки по высоте над образцом. Задняя опора 7 представляет собой микровинт с ручкой. С её помощью головка выставляется по горизонтали. Сканирующая измерительная головка снабжена также стойками (см. поз. 8 на Рис. 1-17), на которые она устанавливается в перевернутом положении, например для замены зонда.
Сканер закреплен в корпусе головки. За кожух головки выведен металлический наконечник (см. поз. 2 на Рис. 1-17), соединенный со сканером. На наконечнике установлен держатель зондового датчика (Рис. 1-19).
Зондовый датчик устанавливается на поликоровую ступенчатую полочку 2 и прижимается прижимной пружиной 3. Пружина поднимается и опускается при помощи трапециевидного рычажка 4. Под поликоровой полочкой расположен пьезовибратор, который сообщает кантилеверу колебания заданной частоты при использовании бесконтактных и полуконтактных методов измерений.
Рис. 1-19. Держатель зондового датчика 1 – зондовый датчик; 2 – поликоровая полочка; 3 – прижимная пружина; 4 – рычажок
22
Глава 1. Основные сведения
*ВНИМАНИЕ! При установке зондового датчика помните, что держатель зондового датчика установлен на наконечнике сканера. Не прилагайте к держателю усилий бóльших, чем это необходимо для установки зондового датчика. Избегайте ударов по наконечнику сканера и его боковых смещений. Помните, что толщина стенок сканера составляет всего 0.5 мм.
Для удобства наведения лазерного луча на кантилевер в наконечнике сканера предусмотрено специальное смотровое отверстие (см. поз. 3 на Рис. 1-20), через которое при помощи смотрового зеркала можно видеть кантилевер.
Рис. 1-20 1 – наконечник сканера, 2 – держатель зондового датчика,
3 – смотровое отверстие
При работе с системой видеонаблюдения, с помощью смотрового зеркала, а также вспомогательного зеркала, устанавливаемого на специальные стойки, ведется наблюдение области сканирования.
Устройство наконечника сканера схематически показано на Рис. 1-21.
Рис. 1-21. Устройство наконечника сканера
23
СЗМ Solver PRO. Руководство пользователя. Основная часть
1.1.4.3.СТМ головка
Общий вид СТМ головки показан на Рис. 1-22.
а) вид спереди |
б) вид снизу |
Рис. 1-22. СТМ головка 1 – держатель зондового датчика; 2 – опоры для установки на сменное основание
В качестве СТМ зонда используется заостренная часть PtIr, PtRo или W проволоки длиной 8÷10 мм и диаметром от 0.25 до 0.5 мм.
Зонд устанавливается в V-образные направляющие и фиксируется прижимной пружиной.
Рис. 1-23. Держатель зондового датчика 1 – прижимная пружина; 2 – зонд
24