NT-MDT सिद्धांत और ऑपरेशन की विधियां - पास फील्ड (एस एन ओ एम) माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग

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जिन विषय

पृष्ठभूमि
परिचय
कतरें शक्ति माइक्रोस्कोपी
एस एन ओ एम के प्रमुख तत्व
एस एन ओ एम के पारेषण मोड
एस एन ओ एम के प्रतिबिंब मोड
एस एन ओ एम के luminescence मोड

पृष्ठभूमि

सभी नैनो के क्षेत्र में संचित अनुभव और ज्ञान के लिए nanometer पैमाने आयाम में किसी भी संभव बिछाने कार्य को हल करने के लिए उपयुक्त उपकरणों के साथ शोधकर्ताओं की आपूर्ति को लागू करने के उद्देश्य के साथ NT -MDT कंपनी 1991 में स्थापित किया गया था. कंपनी NT-MDT Zelenograd में स्थापित किया गया था - रूसी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक केंद्र. उत्पादों के विकास MEMS प्रौद्योगिकी, आधुनिक सॉफ्टवेयर की शक्ति, उच्च अंत घटकों microelectronic के उपयोग और सटीक यांत्रिक भागों के संयोजन पर आधारित हैं. एक व्यावसायिक उद्यम के रूप में कंपनी NT-MDT 1993 से मौजूद है.

परिचय

शास्त्रीय ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के हल शक्ति 'अब्बे विवर्तन सीमा से ऑप्टिकल wavelength.Howevwr के बारे में एक आधा करने के लिए सीमित है, यह संभव है इस सीमा पर काबू पाने.

यदि एक धातु शीट में एक subwavelength छेद एक वस्तु के पास से स्कैन है, एक सुपर हल छवि का पता चला प्रकाश कि छेद के माध्यम से गुजरता है से निर्मित कर सकते हैं. पास क्षेत्र माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग इस सिद्धांत के आधार पर पहली बार Synge द्वारा प्रस्तावित है और प्रदर्शन ऐश और l/60 के एक संकल्प के के साथ निकोलस द्वारा माइक्रोवेव आवृत्तियों पर. दृश्य तरंगदैर्य पर इस सिद्धांत (ऑप्टिकल आले या स्टेथौस्कोप का प्रयोग, पास मैदान ऑप्टिकल स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी , एस एन ओ एम ) Pohl एट अल द्वारा प्रदर्शन किया गया. Betzig एट अल में फाइबर जांच का उपयोग कर अलग विपरीत तंत्र के एक नंबर के साथ नमूने की एक किस्म की छवि को दिखा दिया है.

प्रणाली का उपयोग करने के लिए और orbitrary स्थलाकृति के नमूने इसके लागू विस्तार आसान बनाने के लिए, यह फायदेमंद हो दूरी विनियमन प्रारंभिक दृष्टिकोण स्वचालित और एपर्चर के पूरे पाठ्यक्रम पर एक नमूना से एक निश्चित दूरी पर बनाए रखने के लिए सक्षम तंत्र होता है एक स्कैन. कई तंत्र पहले से प्रस्तावित किया गया है एस एन ओ एम और संबंधित इलेक्ट्रॉन tunneling, समाई, फोटान सुरंग, प्रतिबिंब के पास क्षेत्र सहित क्षणभंगुर क्षेत्र तकनीकों,.

वर्तमान में जांच नमूना दूरी विनियमन के सबसे अधिक इस्तेमाल किया विधि के पास मैदान जांच के अंत और नमूने के बीच कतरनी बलों का पता लगाने के पर निर्भर करता है. कतरनी फोर्स आधारित प्रणाली कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी अकेले, या एक साथ कतरें सेना और पास फील्ड पारेषण पारदर्शी नमूने, अपारदर्शी नमूने और नमूने के अतिरिक्त लक्षण वर्णन के लिए Luminescence मोड के लिए प्रतिबिंब मोड के लिए मोड सहित इमेजिंग, की अनुमति देता है.

चित्रा 1. एक संयुक्त कतरनी बल और पास मैदान ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप स्कैनिंग के योजनाबद्ध.

कतरें शक्ति माइक्रोस्कोपी

वर्तमान में जांच नमूना दूरी विनियमन के सबसे अधिक इस्तेमाल किया विधि के पास मैदान जांच के अंत और नमूने के बीच कतरनी बलों का पता लगाने के पर निर्भर करता है. कतरनी बल आधारित प्रणाली कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी अकेले या एक साथ कतरें सेना और पास दायर इमेजिंग पारेषण पारदर्शी नमूने, अपारदर्शी नमूने और नमूने के अतिरिक्त लक्षण वर्णन के लिए Luminescence मोड के लिए प्रतिबिंब मोड के लिए मोड सहित, की अनुमति देता है.

ऑप्टिकल सतह क्वार्ट्ज कांटा ट्यूनिंग के साथ nonoptical योजना के पास जांच को पकड़ सेंसर के रूप में प्रयोग किया जाता है. यह ऑप्टिकल पकड़े योजनाओं के साथ तुलना में शोर करने के लिए उपयोगी संकेत के अनुपात में वृद्धि करने की अनुमति देता है. यह सीमित संकल्प के साथ आपरेशन में बहुत महत्वपूर्ण है. इसके अलावा photoinduced वाहक नहीं प्रकट होता है. यह आवश्यक आवश्यकता है जब अर्धचालक के कुछ गुणों की जांच कर रहे हैं.

सतह के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए nonoptical विधि के दिल में सतह के साथ बातचीत पर ऑप्टिकल फाइबर से जुड़ी क्वार्ट्ज ट्यूनिंग कांटा की प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए विचार निहित है. सिस्टम फाइबर - क्वार्ट्ज क्वार्ट्ज अनुनाद आवृत्ति पर बाहरी फ़ीड तत्व की मदद के साथ अनुप्रस्थ कंपन में उत्साहित है. इसके अलावा piezoeffect प्रयोग किया जाता है: यांत्रिक दोलनों की उपस्थिति में क्वार्ट्ज के बिजली outputs वोल्टेज प्रतिक्रिया है, जो फाइबर दोलन के आयाम के बारे में जानकारी संकेत के रूप में प्रयोग किया जाता है.

कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी निम्नलिखित तरीके में एहसास है. क्वार्ट्ज कुछ प्रारंभिक आयाम के साथ कांटा ट्यूनिंग फाइबर जांच के उत्तेजित दोलनों के माध्यम Piezodriver है. क्वार्ट्ज उपयुक्त निर्गम मूल्य ए ओ है. नमूना की सतह के निकट फाइबर जांच दोलनों के आयाम के बाद कुछ बिंदु मान सेट तक पहुँचता है और क्वार्ट्ज उत्पादन नमूना की सतह की है कि स्कैनिंग के बाद प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा इस मान को बनाए रखने के साथ आयोजित मूल्य ए तक पहुँचता है.

एस एन ओ एम के प्रमुख तत्व

पास फील्ड स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (एस एन ओ एम) के प्रमुख तत्व बहुत करीब निकटता, आमतौर पर कम से कम 10 एनएम में नमूना के साथ स्कैन एक छोटे एपर्चर (हमारे मामले में फाइबर जांच प्रबुद्ध लेजर के अंत) है.

वर्तमान में जांच नमूना दूरी विनियमन के सबसे अधिक इस्तेमाल किया विधि के पास मैदान जांच के अंत और नमूने के बीच कतरनी बलों का पता लगाने के पर निर्भर करता है. कतरनी फोर्स आधारित प्रणाली एक साथ कतरें सेना और पास दायर पारेषण पारदर्शी नमूने, अपारदर्शी नमूने और नमूने के अतिरिक्त लक्षण वर्णन प्राप्त करने के लिए Luminescence मोड के लिए प्रतिबिंब मोड के लिए मोड सहित इमेजिंग, की अनुमति देता है.

सतह के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए nonoptical विधि के दिल में सतह के साथ बातचीत पर ऑप्टिकल फाइबर से जुड़ी क्वार्ट्ज ट्यूनिंग कांटा की प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए विचार निहित है. सिस्टम फाइबर - क्वार्ट्ज क्वार्ट्ज अनुनाद आवृत्ति पर बाहरी फ़ीड तत्व की मदद के साथ अनुप्रस्थ कंपन में उत्साहित है. इसके अलावा piezoeffect प्रयोग किया जाता है: यांत्रिक दोलनों की उपस्थिति में क्वार्ट्ज के बिजली outputs वोल्टेज प्रतिक्रिया है, जो फाइबर दोलन के आयाम के बारे में जानकारी संकेत के रूप में प्रयोग किया जाता है.

एस एन ओ एम के पारेषण मोड

के प्रसारण विधा एस एन ओ एम के साथ कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी, जो बारी में निम्नलिखित तरीके में एहसास हुआ है एहसास के साथ है . क्वार्ट्ज कुछ प्रारंभिक आयाम के साथ कांटा ट्यूनिंग फाइबर जांच के उत्तेजित दोलनों के माध्यम Piezodriver है. क्वार्ट्ज उपयुक्त निर्गम मूल्य ₀ है. नमूना की सतह के निकट फाइबर जांच दोलनों के आयाम के बाद कुछ बिंदु मान सेट तक पहुँचता है और क्वार्ट्ज उत्पादन नमूना की सतह की है कि स्कैनिंग के बाद प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा इस मान को बनाए रखने के साथ आयोजित मूल्य ए तक पहुँचता है.

के तहत नमूना स्कैनिंग फाइबर जांच के द्वारा प्रबुद्ध है और उद्देश्य के माध्यम से नमूना प्रकाश के माध्यम से पारित कर दिया photomultiplier ट्यूब पर निर्देशित है.

चित्रा 2. प्रसारण विधा.

एस एन ओ एम के प्रतिबिंब मोड

का प्रतिबिंब मोड एस एन ओ एम के साथ कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी, जो बारी में निम्नलिखित तरीके में एहसास हुआ है एहसास के साथ है . क्वार्ट्ज कुछ प्रारंभिक आयाम के साथ कांटा ट्यूनिंग फाइबर जांच के उत्तेजित दोलनों के माध्यम Piezodriver है. क्वार्ट्ज उपयुक्त निर्गम मूल्य ₀ है. नमूना की सतह के निकट फाइबर जांच दोलनों के आयाम के बाद कुछ बिंदु मान सेट तक पहुँचता है और क्वार्ट्ज उत्पादन नमूना की सतह की है कि स्कैनिंग के बाद प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा इस मान को बनाए रखने के साथ आयोजित मूल्य ए तक पहुँचता है.

के तहत नमूना स्कैनिंग फाइबर जांच के द्वारा प्रबुद्ध है और बिखरे हुए प्रकाश photomultiplier ट्यूब पर उद्देश्य के माध्यम से दर्पण द्वारा निर्देशित है.

चित्रा 3. प्रतिबिंब मोड.

एस एन ओ एम के luminescence मोड

के luminescence मोड एस एन ओ एम के साथ कतरें फोर्स माइक्रोस्कोपी, जो बारी में निम्नलिखित तरीके में एहसास हुआ है एहसास के साथ है . क्वार्ट्ज कुछ प्रारंभिक आयाम के साथ कांटा ट्यूनिंग फाइबर जांच के उत्तेजित दोलनों के माध्यम Piezodriver है. क्वार्ट्ज उपयुक्त निर्गम मूल्य ₀ है. नमूना की सतह के निकट फाइबर जांच दोलनों के आयाम के बाद कुछ बिंदु मान सेट तक पहुँचता है और क्वार्ट्ज उत्पादन नमूना की सतह की है कि स्कैनिंग के बाद प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा इस मान को बनाए रखने के साथ आयोजित मूल्य ए तक पहुँचता है.

के तहत नमूना स्कैनिंग फाइबर जांच के द्वारा प्रबुद्ध है और उद्देश्यों और निशान फिल्टर के माध्यम से नमूना प्रकाश के माध्यम से पारित कर दिया photomultiplier ट्यूब पर निर्देशित है.

चित्रा 4. Luminescence मोड.

स्रोत: NT-MDT कं

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