Проектирование системы нано-позиционирования для установки Кендроскоп

Отображение нанообъектов по сей день остается одной из наиболее трудных и актуальных задач науки и техники. Характерным недостатком существующих методов микроскопии для исследования нанообъектов является отсутствие объемности изображения. Для заполнения этого пробела Санкт-Петербургский государственный университет и Северо-Восточный федеральный университет совместно разрабатывают электронно-голографическую установку для изучения структуры тонких пленок, волокон и макромолекул, работающую в условиях сверхвысокого вакуума. Чтобы получить полную картину исследуемого объекта, используется система грубой и тонкой подвижки. Для получения достоверных и точных данных необходимо повысить точность позиционирования острийного катода относительно исследуемого объекта. Для повышения точности в ходе научной исследовательской работы были созданы чертежи новой тонкой подвижки, создаваемой на основе пьезокерамических трубок серии PT130. Точность грубой подвижки была повышена благодаря использованию абсолютного энкодера M6A2-38F10B-5C-2.5M. Создана функциональная схема для установки Кендроскоп, которая позволила создать программу управления для грубой и тонкой подвижки с обратной связью по оси Z. Программа позволяет управлять процессом в автоматическом и ручном режимах. Благодаря наличию обратной связи по оси Z появилась возможность защиты от протыкания острием исследуемого объекта при приближении и сканировании.

Кендроскоп, осевая электронная голография, проектирование, полевая эмиссия, нанопозиционирование, автоматизация измерительной установки, Ардуино, энкодер, пьезо керамический актюатор, программирование

1. Егоров, Н. В. Безлинзовый низкоэнергетический проекционный микроскоп для осевой электронной голографии (кендроскоп) / Н. В. Егоров, Л. И. Антонова, П. С. Татаринов [и др]. - Текст: непосредственный // Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исследования. - 2000. - № 5. - С. 157.

2. Панич, А. Е. Пьезокерамические актюаторы / А. Е. Панич. - Ростов на Дону : РГУ, 2008. - 159 с. - Текст: непосредственный.

3. Бобцов, А. А. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений / А. А. Бобцов, В. И. Бойков, С. В. Быстров [и др]. - Санкт-Петербург : Санкт-Петербург ИТМО, 2011. - 131 с. - Текст: непосредственный.

4. Егоров, Н. В. Исследование оптимальных условий работы вакуумного голографического микроскопа / Н. В. Егоров, А. Ю. Гилева, Л. И. [и др.] - Текст: непосредственный // Поверхность. Рентген. синхротрон. и нейтрон. исследования. - 2017. - № 4. - С. 71-73.

5. Карпов, А. Г. Численное восстановление голографических изображений для исследования структуры тонких пленок / А. Г. Карпов, А. Г. Федоров - Текст: непосредственный // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10 : Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. - 2011. - Вып. 2. - С. 76-80.

6. Егоров, Н. В. Теоретическая и экспериментальная оценки электрических параметров голографического микроскопа / Н. В. Егоров, Л. И. Антонова, А. Г. Карпов [и др]. - Текст: непосредственный // Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исследования. - 2020. - № 10. - С. 79-84.

7. Егоров, Н. В. Исследование электрофизических параметров голографического микроскопа / Н. В. Егоров, В. В. Трофимов, С. Р. Антонов [и др]. - Текст: непосредственный // Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исследования. - 2014. - № 8. - С. 14-17.

8. Шаговый двигатель ПБМГ 200 265 - Характеристики. URL: http://libixur.ru/2012/11/shagovyj-dvigatel-pbmg-200-265-harakteristiki/. - Текст: электронный.

9. Виглеб, Г. Датчики. Устройство и применение / Г. Виглеб. - Москва : Мир, 1989. - 199 с. - Текст: непосредственный.

10. Пьезокерамические трубки-актуаторы PT120, PT130, PT140. - URL: http://www.rusnanonet.ru/equipment/pt120_pt130_pt140/. - Текст: электронный.