Оборудование. Технология заточки вольфрамовых зондов для СЗМ NanoEducator

Технология заточки вольфрамовых зондов для СЗМ NanoEducator

В.А. Смирнов, А.Ю. Трегубенко, О.А. Агеев, А.А. Федотов

e-mail: sva@fep.tsure.ru

Таганрогский Государственный Радиотехнический Университет

Введение

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) - один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением [1].

В зависимости от природы взаимодействия между зондом и образцом существуют следующие методы СЗМ, получившие наиболее широкое применение: сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) и сканирующая силовая микроскопия (ССМ). В СТМ детектируется туннельный ток, протекающий в зазоре между зондом и образцом; в ССМ детектируется локальная сила, действующая между зондом и образцом, причиной которой могут быть Ван-дер-Ваальсовское, электростатическое, магнитное взаимодействие, трение и т.п. [2].

В сканирующих зондовых микроскопах исследование микрорельефа поверхности и ее локальных свойств проводится с помощью специальным образом приготовленных зондов в виде игл. Рабочая часть таких зондов (острие) имеет размеры порядка нескольких нанометров [1].

Для получения качественных сканированных изображений, а также достижения атомарного разрешения поверхностей необходимо обеспечение высокой разрешающей способности СТМ и ССМ. Пространственная разрешающая способность определяется эффективным поперечным размером области взаимодействия между зондом и подложкой. Поэтому для улучшения разрешающей способности острие изготавливают с минимальным радиусом кривизны вплоть до моноатомного. Повышение стабильности зондов обеспечивается их изготовлением из механически прочных и химически активных материалов [3].

Цель исследования

Разработка технологии изготовления зондов для СЗМ NanoEducator, работающего в режимах сканирующей туннельной микроскопии (часть 1), сканирующей силовой микроскопии и динамической силовой литографии (часть 2).

Оборудование

1 Установка для травления игл (УТИ), (НТ-МДТ, г. Зеленоград)

а) б)

Рис.1 Схема (а) и фотография (б) установки для травления игл:

1-кольцо; 2 – микрометрический винт; 3 – подсветка; 4 – основание; 5 – видеокамера;

6 – держатель зонда.

2 СЗМ NanoEducator (НТ-МДТ, г. Зеленоград)

3 СЗМ Solver P47H (НТ-МДТ, г. Зеленоград)

4 Цифровой секундомер