Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Травление зонда для СЗМ NanoEducator

Ключевые слова:  NanoEducator, Зонд, СЗМ

Автор(ы):  Евгений Лысков

28 мая 2012

На фотографиях изображены готовые зонды для СЗМ NanoEducator






 

 

Средний балл: 10.0 (голосов 8)

 


Комментарии
из какого материала сделан зонд
Отвечу за автора, поскольку его пока не видно.
C 99% вероятностью материал зонда - вольфрам. Вольфрам в качестве зондов выбран не случайно. Во-первых, его довольно просто электрохимически затачивать, при этом радиус закругления может быть очень мал, вплоть до единиц нанометров. Во-вторых, при комнатной температуре скорость его окисления не велика - это важно для СТМ. В-третьих, его твердость значительно превышает твердость легированной стали, не говоря уже о простых металлах.
Евгений, в случае Эдюкатора зонд может быть любой длины, главное чтоб осталось место для образца. Масса зонда, изображенного на верхней картинке, около 4-6 мг. Эффективная масса пьезотрубки (как колебательной системы) около 15 мг. Вы это сами можете проверить.
Я, для экономии труда по изготовлению заготовок, из каждой заготовки для студентов делаю три зонда. Для себя получается до 5.

По поводу изготовления этих зондов.
Судя по фото, у вас есть стерео микроскоп с 8-ми кратными окулярами. Его очень удобно использовать для контроля процесса травления, вместо штатной камеры. Это я понял, когда побывал у разработчиков Эдюкаторов. Его и использовал при изготовлении зондов на ручной травилке. Вам нужно будет только придумать как разместить травилку и микроскоп, чтобы при увеличении 32 раза в поле зрения попадала петля с раствором при рабочем положении во время травления.
Раствор щелочи для травления должен быть свежим желательно на дистиллированной воде(в старом много карбонатов, из-за того что щелочь прореагировала с углекислым газом из воздуха). Мне кажется, удобно приготовить 20-50 мл 10% раствора и хранить плотно закупоренным. Раз-два в месяц брать по 1-2 мл и разбавлять в 2 раза дистиллированной водой.(медицинским шприцем)и хранить его просто закрытым от пыли. Раз в год делать новый 10% раствор не сложно.
Для того, чтобы получались зонды примерно одинаковой формы нужно чтобы количество раствора в петле было каждый раз примерно одинаковое. Для этого на поверхность стола кладем пружинку ( от автоматической ручки или любую другую, у меня часть нагревательной спирали от бытовой плитки). Теперь нужно промыть нихромовую петлю и просушить. Навесить каплю растра на эту петлю и через каплю посмотреть на пружинку. По виду пружинки можно оценивать количество раствора не петле и поддерживать его постоянным.
Процесс травления прост. Он происходит импульсами около половины секунды с паузой около одной секунды. Пауза нужна чтобы пузырьки лопнули и/или "разбежались" от заготовки. Основной процесс травления прекращается после отрывания нижней части заготовки. Вынув зонд из раствора,он наверняка будет тонкий и длинный (угол заточки маленький). Теперь стоит его подтравить. Я в процессе травления понемногу опускал заготовку (примерно на один оборот винта подачи). Хорошо бы получать после травления равномерный конус с углом между образующими 10-20 градусов.
Для контроля формы зонда можно использовать тестовую решетку TGT1, но это долго. Поэтому, если есть задача и желание получать хорошие зонды, нужно обзавестись оптическим микроскопом. Очень полезная штука. Из обязательных требований к микроскопу - это наличие конденсора и осветителя и возможность поставить иммерсионный 90 кратный объектив с апертурой 1.25, поскольку рассматривать нужно будет объект на пределе разрешения и за пределом. Желателен 15 кратный симметричный окуляр. Еще нужно изготовить приспособление для крепления зондов, чтобы можно было рассматривать самый кончик зонда, осветив его снизу конденсором и подведя сверху объектив. Указанный мною объектив работает правильно когда между ним и объектом помещена иммерсионное масло. Если нет , его можно заменить касторовым маслом купленным в аптеке. С помощью зубочистки помещаем каплю масла на сам объектив и наводимся на кончик зонда. По микроскопии придется почитать литературу. :)))
Микроскоп дает возможность оперативного контроля зондов. При сноровке уходит минута-полторы. Зонды с радиусом закругления более 100 нм я отбраковываю сразу. Менее оставляю для студентов. Если же сам зонд видно отчетливо, с дифракционной картинкой (при этом конденсор открыт на полную апертуру), а на сААмый кончик сфокусироваться не получается, то можно сказать что его радиус менее 40 нм. Такие оставляю для сканирования "тонких" вещей.
Для себя провел эксперимент. Описанным выше способом отобрал 22 зонда и отнес на сканирующий электронный микроскоп. В результате только у одного радиус был 35 нм, еще у трех более 20 нм и у 7 зондов менее 10 нм, остальные соответственно между 10 и 20 нм.

Масло с зонда смывается просто. Окунаем зонд в емкость с ацетоном и через 10 секунд его болтания он чистый (ведь смотрели в СЭМ).

з.ы. все-таки это не форум, так что если будут вопросы прошу задавать их на форуме микроскопистов http://www.m...mp;start=20
Здесь дело было не в массе, просто зонд был слишком длинный и не оставалось места для того чтобы поставить образец, а так это очень полезный совет, ведь от зонда зависит очень много.
статья с комментариями развеивает множество вопросов, благодарю
Не за что.
Будут вопросы, спрашивайте, может смогу ответить.
Иван Ярославович Кан, 11 октября 2012 11:47 
Здравствуйте,а не подскажите подробную инструкцию по пробподготовке перед травлением с автоматическим отключением тока на спец установке
Шаров Тарас Владимирович, 18 октября 2012 11:49 
Прошу прощения, не могли бы конкретизировать свой вопрос.
Интересная вещь, работал с такими пару раз.
Подскажите пожалуйста, почему травление занимало почти 1,5 часа, вместо указаного в инструкции времени? (Написано было, что травление займет 15 минут...)
Причин может быть несколько:низкое напряжение; травление на постоянном токе; неправильно приготовленный раствор; диаметр проволоки много больше рекомендованного 0.15 мм.
Дашкин Артём Рафикович, 28 марта 2014 16:12 
Возможно ли сканирование острия зонда, с помощью этого же самого зонда на СЗМ NanoEducator? хочется иногда увидеть в 3D свой попытки травления
Шаров Тарас Владимирович, 08 октября 2014 11:02 
Увидеть конечно же что-то возможно, но это что-то будет сверткой форм двух зондов. Если заведомо быть уверенным, что основной зонд имеет форму близкую к идеальной, то форму только что изготовленного зонда вы увидите почти без искажений. Но лучше для этих целей применить специальную решетку, которая представляет из себя массив конусов с углом между образующими около 30 градусов и радиусом закругления при вершине менее 10 нм. Можно также отсканировать зонд расположенный на кантилевере, но это будет дольше и дороже.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Как наблюдать наночастицы в оптический микроскоп
Как наблюдать наночастицы в оптический микроскоп

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.