Untitled document
Приложение к свидетельству № 39742
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
Всего листов 6
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Микроскопы сканирующие зондовые Ntegra SPECTRA, Ntegra PRIMA, Ntegra
VITA, Ntegra THERMA, Ntegra AURA, Ntegra MAXIMUS, Ntegra SOLARIS,
Ntegra SOLARIS Duo, Ntegra TOMO, Ntegra LIFE
Назначение средства измерений
Микроскопы сканирующие зондовые Ntegra SPECTRA, Ntegra PRIMA, Ntegra VITA,
Ntegra THERMA, Ntegra AURA, Ntegra MAXIMUS, Ntegra SOLARIS, Ntegra SOLARIS Duo,
Ntegra TOMO, Ntegra LIFE (далее C3M Ntegra) предназначены для измерений трехмерной
топологии и параметров микрорельефа поверхности конденсированных сред с атомарным
разрешением.
Описание средства измерений
СЗМNtegraпредставляютсобойстационарныеавтоматизированные
многофункциональные измерительные системы.
СЗМ Ntegra обеспечивает работу как в режиме сканирующего туннельного
микроскопа (СТМ), так и атомно-силового микроскопа (ACM) с использованием различных
методик зондовой микроскопии.
Принцип действия СТМ основан на квантовом эффекте туннелирования электронов
через узкий потенциальный барьер между исследуемой проводящей поверхностью образца и
остриеммикрозонда.Детектируятуннельныйток,протекающийприпостоянном
электрическом смещении между микрозондом и образцом, получают информацию о
топографии проводящей поверхности в атомном масштабе. ACM реализует принцип
измерений силы, действующей на острие микрозонда со стороны исследуемой поверхности,
как проводящих, так и диэлектрических сред. Поддерживая с помощью обратной связи
постояннойсилувзаимодействия междумикрозондомиповерхностьюобразца,
регистрируют положение острия микрозонда, что позволяет получить трехмерное
изображение топографии поверхности.
В состав СЗМ входит набор измерительных СЗМ-головок, электронный блок и
управляющий персональный компьютер.
В качестве зонда в ACM используется чувствительный элемент - кантилевер, который
представляет собой кремниевый монокристалл, на котором сформирована балочная
структура с острием в виде микроиглы. В СТМ в качестве зонда используется металлическая
игла из платиновых сплавов.
Сканирование в различных диапазонах обеспечивается с помощью заменяемых
пьезосканеров. Использование в СЗМ Ntegra емкостных датчиков в процессе сканирования
позволяет уменьшить влияние нелинейности пьезосканера. Конструкция блока подвода и
сканирования СЗМ Ntegra обеспечивает ручной и автоматический подвод образца к зонду;
установку АСМ/СТМ головок на блок подвода без дополнительных приспособлений;
простую процедуру замены и установки сканера и держателя образца. Приборы позволяют
проводить сканирование как зондом или образцом, так и комбинированно на воздухе, в
газовой и жидкой средах.
Конструктивно СЗМ Ntegra выполнены в виде настольных приборов с отдельно
устанавливаемым компьютером. По заказу приборы оснащаются широким набором
дополнительных устройств и принадлежностей.
Внешний вид C3M Ntegra представлен на рисунке 1.
Лист № 2
Всего листов 6
Рисунок 1 - Внешний вид C3M Ntegra.
Метрологические характеристики всех модификаций СЗМ Ntegra идентичны, а
различия их измерительных возможностей отражены в таблице 1.
Таблица 1 Общие методические возможности СЗМ семейства Ntegra
Методики
сканирующей
ближнепольной
оптической
микроскопии
при
Методики
СТМ/АСМ
Измерения
атмосферном
в вакууме
давлении
Измерения,
связанные с
нагреванием
образца
Измерения
в жидкой
фазе
СБОМСТМ ACM СТМ ACMСТМ ACMСТ ACM
NTEGRA SPECTRA + + + - - + + + +
NTEGRA PRIMA + + + + + + + + +
NTEGRA VITA + + + + + + + + +
NTEGRA THERMA - + + - - + + - -
NTEGRA AURA + + + + + + + + +
NTEGRA MAXIMUS +++++++++
NTEGRA SOLARIS+-+-+----
+-+-+----
NTEGRA SOLARIS
Duo
NTEGRA TOMO
NTEGRA LIFE
- - + - + - - - +
- - + - - - + - +
Программное обеспечение
Управление процессом измерений осуществляется от контроллера и PC совместимого
компьютера с помощью программного обеспечения. Управляющие сигналы от СЗМ
контроллера поступают в измерительную головку. Управление СЗМ-контроллером
Лист № 3
Всего листов 6
осуществляется с помощью компьютерного программного обеспечения посредством
специальной PCI-платы или интерфейса USB 2.0. При помощи программного обеспечения
осуществляется настройка прибора, оптимизация его параметров, управление режимами
работы, выполнение сканирования, обработка результатов измерений и их хранение.
Идентификационные данные программного обеспечения микроскопов представлены в
таблице 2.
Таблица 2
Идентификационные данныеЗначение
Идентификационное наименование ПО Программное обеспечение для СЗМ
Номер версии (идентификационный номер) ПО не ниже 1.1.0.1824
Цифровой идентификатор ПОfabb032420d4483e9b2843ffc96425321e45cee8
Алгоритм вычисления идентификатора ПОSha1
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных
изменений согласно Р 50.2.077-2014 соответствует высокому уровню.
Метрологические и технические характеристики
приведены в таблице 3.
Таблица 3
Параметр
Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY не менее, мкм
Значение
0-90*
Диапазон измерений линейных размеров по оси Z не менее, мкм
0-10*
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений линейных
размеров в плоскости XY не более, %
±1
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений линейных
размеров по оси Z не более, %
±5
Пределы допускаемой абсолютной погрешности сличения геометрических
размеров в режиме компаратора (при номинальных размерах более 10 нм), нм
±(1+0,001L)
Угол между осями сканирования X и Y, градус
Угол между осью Z и нормалью к плоскости XY не более, градус
Нелинейность сканирования в плоскости XY не более, %
Неплоскостность сканирования в плоскости XY не более, нм
Разрешение в плоскости XY не более, нм
Разрешение по оси Z не более, нм
Дрейф в плоскости XY не более, нм/с
Дрейф по оси Z не более, нм/с
Максимальное число точек сканирования по X и Y
90,0±1,5
5
0,5
100
0,15
0,1
0,2
0,15
4000x4000
Размеры исследуемых образцов (диаметр х толщина) не более, мм
Напряжение питания переменного тока, В
Потребляемая мощность не более, Вт
Габаритные размеры электронного блока не более, мм
100 х 20
110/220
(+10/-15%)
120
445x160x500
Габаритные размеры СЗМ не более, мм
Масса не более, кг
240x345x280
60
Лист № 4
Всего листов 6
*Метрологические характеристики указаны для СЗМ семейства Ntegra с измерительной
головкой типа «СМЕНА». При использовании других измерительных головок и сканеров из
комплекта СЗМ семейства Solver показатели точности измерений метрологически не
нормируются. Соотношение между техническими возможностями различных типов
измерительных головок и сканеров представлены таблице 4 и 5.
мкм
Таблица 4. Микроскопы снабженные сканерами с емкостными датчиками перемещения
ИГтипа
Нижний
ИГтипа
Технические характеристики
«Смена»
сканер
«СНОМ»
Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY,
100±10100±10100±10
градус
Диапазон измерений линейных размеров по оси Z, мкм
10±110±110±1
Угол между осями сканирования X и Y, градус 90,0±1,5 90,0±1,5 90,0±1,5
Угол между осью Z и нормалью к плоскости XY не более,
5,05,0 5,0
более,
%
Величина нелинейности сканирования в плоскости XY не
0,50,50,5
нм
Величина неплоскостности сканирования по XY не более,
100200400
Таблица 5. Микроскопы снабженные сканерами без емкостных датчиков перемещения
ИГтипа
Технические характеристики
Нижние сканеры
«Смена»
1,0±0,1
3 мкм
3,0±0,3
10 мкм
10,0±1,0
100 мкм 100 мкм
100±10 100±10
1.1
1.5
2
3.53.5
-
90,0±2,0
90,0±2,0
90,0±2,0 90,0±2,0
-
5,0
5,0
5,05,0
-
1,0
1,0
1,01,0
1 мкм
Диапазон измерений линейных размеров
в плоскости XY, мкм
Диапазон измерений линейных размеров
по оси Z не менее, мкм
Угол между осями сканирования X и Y,
градус
Угол между осью Z и нормалью к
плоскости XY не более, градус
Величина нелинейности сканирования в
плоскости XY не более, %
Величина неплоскостности сканирования
по XY не более, нм
-
20
20
200200
Знак утверждения типа
наносится на лист № 3 руководства по эксплуатации типографским способом и корпус
прибора методом наклейки.
Комплектность средства измерений
определяется заказом и отражается в спецификации. Основной комплект поставки в
соответствии с таблицей 6.
Лист № 5
Всего листов 6
Таблица 6
Описание
Защитный колпак для работы на воздухе и вакууме.
СТМ головка (сканирование образцом).
ACM головка (сканирование образцом).
Сканирующая СЗМ головка СМЕНА с датчиками перемещения по XYZ.
Заменяемый сканер X,Y, Z (1 * 1 х 1мкм (±10%)).
Заменяемый сканер X,Y, Z (10 х10 х 2.0 мкм (±10%)).
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Заменяемый сканер X,Y, Z (100 * 100
х
5.0 мкм (±10%)).
Базовый блок Ntegra: содержит систему моторизованного подвода, штуцер ввода
воздуха/газа для работы в контролируемой атмосфере, разъемы термостолика и
напряжения смещения, разъемы для подключения заменяемых сканеров и
измерительных головок, ручной перемещатель по X и Y, датчик и индикатор
температуры и влажности.
Юстировочный столик для резонансных методик ACM с возможностью измерять ток
через в системе зонд-образец.
Юстировочный столик для резонансных методик ACM с возможностью подавать
постоянное и переменное напряжение на проводящий кантилевер для работы в
динамических режимах измерения емкости.
Электронный блок управления (СЗМ контроллер)
PCI плата сопряжения электронного блока с персональным компьютером и
интерфейсный кабель.
Программное обеспечение для получения и обработки изображений.
Набор кантилеверов.
Рабочие принадлежности для СЗМ.
Дополнительное оборудование, поставляемое по отдельному заказу (Таблица 7).
Таблица 7
№Описание
1Высокотемпературная СЗМ головка с датчиками перемещения по XYZ.
2Сканирующая СЗМ головка СМЕНА для работы в жидкости.
3Жидкостная СЗМ головка СМЕНА с датчиками перемещения по XYZ.
4Ячейка закрытая жидкостная
5Ячейка закрытая жидкостная с подогревом
6Термостолик универсальный, температура нагрева до 300 °С
7Держатель образца с платформой нагревания (до 150 °С) и датчиком температуры.
8Диск для AFAM (для работы в акустическом режиме)
9Открытая жидкостная ячейка
10Вакуумная СЗМ головка СМЕНА с датчиками перемещения по XYZ.
11Температурный контроллер
12
Адаптеры Z и XY
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 28664-10 «Микроскопы сканирующие
зондовые семейств Solver и Ntegra. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС»
19 мая 2010 г. с изменением № 1, утвержденным 19.03.2015 г.
Основные средства поверки:
Лист № 6
Всего листов 6
• мера периода и высоты линейная TGQ1 (ГР№ 41680-09);
• мера периода и высоты линейная TGZ3 (ГР № 41678-09);
• мера периода линейно-угловая TGG1 (ГР№ 41677-09).
Сведения о методиках (методах) измерений
приведены в Руководстве по эксплуатации.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к микроскопам
сканирующим зондовым Ntegra SPECTRA, Ntegra PRIMA, Ntegra VITA, Ntegra
THERMA, Ntegra AURA, Ntegra MAXIMUS, Ntegra SOLARIS, Ntegra SOLARIS Duo,
Ntegra TOMO, Ntegra LIFE:
Технические условия ТУ 4254-001-58699387-2010.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
- при выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов
обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о
техническом регулировании.
Изготовитель
Закрытое акционерное общество «Нанотехнология МДТ» (ЗАО «НТ-МДТ»)
Адрес: 124482, Москва, Зеленоград, корп.100,
E-mail:
,
Телефон: 499-735-03-05, Факс: 499-735-64-10
Испытательный центр
Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-
исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)
Адрес: 119361, г. Москва, ул. Озерная, д.46
Тел./факс: (495)437-55-77 / 437-56-66;
E-mail:
,
Аттестат аккредитации ФГУП «ВНИИМС» по проведению испытаний средств измерений в
целях утверждения типа № 30004-13 от 26.07.2013 г.
Заместитель
Руководителя Федерального агентства
по техническому регулированию и метрологииС.С. Голубев
«____» ____________ 2015 г.
М.п.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.