Главная – Журналы – Поиск по журналам

Описаны прецизионные измерения, выполненные с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) и высокоразрешающей электронной микроскопии (ВРЭМ), которые направлены на решение проблем метрологии и диагностики твердотельных наноструктур. Показано, что высота моноатомной ступени на поверхности Si(111), покрытой тонким естественным оксидом, по данным ВРЭМ составляет 0,314 ± 0,001 нм. Такая же точность измерений достигнута в АСМ на основе управления рельефом поверхности Si при прогреве в сверхвысоком вакууме на специально созданных тест-объектах с расстоянием между ступенями около 2 мкм. Показано, что метод геометрической фазы может быть использован для количественного анализа деформаций кристаллической решётки напряжённых гетероструктур по ВРЭМ-изображениям с точностью до 10^-4 %, а in situ облучение электронами во ВРЭМ - для визуализации в Si упорядоченной кластеризации вакансий и междоузельных атомов в плоскости {113}.

Приведён обзор методов и приборов, разработанных и применяемых в Физико-техническом институте Германии для высокоточных размерных (линейных и угловых) измерений. Обсуждаются задачи, стоящие перед разработчиками в этой важной области метрологии.

Описывается нанометрология на основе нанопозиционирующей машины со встроенными нанозондами. Представлен принцип работы высокоточной (в большом объёме) 3D нанопозиционирующей и наноизмерительной машины (NMM-1) с пространственным разрешением 0,1 нм и диапазоном позиционирования и измерений 25 × 25 × 5 мм. В неё интегрированы различные нанозонды, включая датчики фокуса и белого света, а также тактильные нанозонды. Измерение и управление с шестью степенями свободы обеспечиваются одно-, двух- и трёхлучевыми интерферометрами, встроенными в машину NMM-1. Представлены результаты измерений

Рассмотрено проектирование и использование микро- и наносенсоров, основанных на электрохимических, акустических, пьезоэлектрических и оптических принципах, для медицинской диагностики, ухода и наблюдения за пациентами и биологических исследований. Анализируются простые и сложные молекулярные соединения, физические параметры, в том числе электрические и магнитные свойства обьектов.

Оптическая метрология предоставляет уникальную возможность для измерений технических и оптических поверхностей в широком диапазоне от макро до нано. Представлено два новых подхода к измерению асферических линз, отличающихся повышенной гибкостью. Первый подход основан на модифицированном интерферометре Тваймана - Грина, в котором для освещения под разными углами асферической поверхности используется множество источников, что позволяет достичь локальной компенсации градиента и, следовательно, уменьшить число интерференционных полос. Второй подход основан на хроматическом интерферометре Физо с дифракционным элементом в качестве компенсатора (нуль-оптика) для измерения асферик в жёстком ультрафиолете.

Измерение миниатюрных компонентов с помощью микро- и нанокоординатных измерительных машин требует создания специальных механизмов для высокоточных контактных сканирующих зондов. Анализируется механизм действия разработанного контактного зонда в целях определения оптимальных размеров. Зонд состоит из волоконного щупа с шариковым наконечником, механизма с плавающей пластиной, подвешенной на проволоке, и датчиков фокусировки. При приложении контактной силы проволочки претерпевают упругую деформацию. Изучен принцип действия зондового механизма с пластиной на четырёхпроволочной подвеске. Расчёт жёсткости проведён с помощью теории упругости. Показано, что при подходящей длине щупа можно создать контактный зонд с однородной жёсткостью.

Исследовано применение халькогенидных стеклообразных полупроводников в качестве неорганического вакуумного фоторезиста для получения периодического рельефа на подложках разного состава. Показано, что халькогенидный резист может быть успешно реализован в сочетании с интерференционной (в том числе иммерсионной) литографией для формирования одно- и двумерных субмикронных периодических структур с пространственной частотой от 300 до 8000 мм^-1. Разработаны технологические процессы получения рельефных структур и литографических масок с субмикронными размерами элементов на полупроводниковых, диэлектрических и металлических подложках, описаны их возможные применения.

Экспериментально обосновывается новый оптический метод измерения некруглости цилиндров, заключающийся в измерении горизонтальной проекции скорости катящегося круглого тела и вычислении максимального отклонения локального значения радиуса, периодически повторяющегося в процессе движения. Проведены сравнения результатов измерений предложенным методом с результатами прямых измерений микрометром. Показано, что новый метод позволяет получить допусковые оценки некруглости при дефектах образующих цилиндра и максимальные вариации радиуса при некруглости направляющей. Экспериментально подтверждена погрешность измерения некруглости (~1 мкм).

Рассмотрено моделирование линейного интеллектуального датчика мониторинга элект-ронной почты на платформе Win32 в среде Windows XP. Программа-эмулятор прибора считывает пакеты с линии связи, обрабатывает их, извлекает почтовую информацию и пересылает её устройству управления. Исследованы особенности и ограничения платформы Win32 для создания приборов данного типа при использовании многопоточного механизма в эмулирующей программе.

Предложен способ обработки данных наблюдений, основанный на их дискретизации и графическом анализе. Цель обработки - определение и моделирование функциональной зависимости между входами и выходом экспериментального объекта. Рассмотрен случай серии экспериментов.