НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Наноманипулятор внутри СЭМ

Р. Руофф[18]

Разработки новых приборов для манипулирования наноструктурами и их из­мерения ведут главным образом университетские и государственные лабора­тории; промышленность использует их открытия и запускает в коммерческое производство наиболее перспективные модели. В качестве удачного примера

Научно-производственного сотрудничества можно указать совместные дей­ствия Вашингтонского университета в Сент-Луисе и фирмы Zyvex, организо­вавших маломасштабное производство устройств нового типа для манипули­рования нанообъектами с одновременным отображением процесса на СЭМ (рис. 3.4). Устройство позволяет, например, растягивать и изгибать нанот - рубки в трех измерениях. Манипулятор отличается широким рабочим диапа­зоном, приемлемой точностью, низкой стоимостью и быстротой сборки. Для грубых линейных перемещений (до 6 мм) и вращения зонда на 360° вокруг од­ной из осей используются платформы микроскопа, изготовленные из вы­плавленной в вакууме нержавеющей стали и снабженные пьезоприводными механизмами из того же материала. Одна платформа используется для пере­мещения в плоскости X — Y (параллельной столику СЭМ), а другая — для пе­ремещения по оси Z (вдоль оси пучка СЭМ). Вращение в нормальной к пуч­ку плоскости осуществляется при помощи пикодвигателя, установленного на Z-платформе. Для поддержки вращающегося щупа и осуществления тонких перемещений используется четырехквадрантная пьезотрубка, усиливающая действие пикодвигателя. Шаг угловых смещений составляет < 0,02° при мак­симальной скорости вращения ~ 20 град/с, пространственное разрешение пьезотрубки — меньше 0,1 нм.

На рис. 3.11 представлены СЭМ-изображения изолированной многосте- ночной углеродной нанотрубки, подвергаемой механической нагрузке (дефор­мация растяжения) двумя кронштейнами АСМ. Изображения показывают способ закрепления трубки и позволяют непосредственно наблюдать динами­ку поведения изолированной трубки под нагрузкой.