2
Е.В. Смирнов
положены эти объекты, с самими объектами [1–3]. В зависимости от
характера взаимодействия зонда с поверхностью — протекания тун-
нельного тока, ван-дер-ваальсовского взаимодействия молекул зонда и
поверхности, взаимодействия магнитного поля зонда с магнитной
структурой поверхности и т. д. — возникают изменения положения
зонда при сканировании поверхности, которые фиксируются высоко-
точной следящей системой. По этим отклонениям и удается прецизи-
онным образом исследовать свойства изучаемой поверхности и нахо-
дящихся на ней атомных и молекулярных образований.
Пьезоэлектрический сканер.
Высокое разрешение сканирующих
зондовых микроскопов достигается при использовании пьезоэлектри-
ческих сканеров — устройств, которые с очень высокой точностью
перемещают зонд над исследуемой поверхностью. В основе работы
этих сканеров лежит обратный пьезоэлектрический эффект, заключаю-
щийся в том, что приложение напряжения к пьезоэлектрическому об-
разцу вызывает изменение его размеров. Это изменение может быть
очень малым и иметь значение до Δ
х
~1 пм. На рис. 1 представлен про-
стейший вид сканера, состоящего из трех поликристаллических пьезо-
электрических брусков, так называемый трипод. Подача напряжения на
каждый из брусков приводит к смещению сканирующего зонда вдоль
соответствующей оси —
х
,
у
или
z
. Важной особенностью пьезоскане-
ров является линейная зависимость их перемещения от величины при-
ложенного напряжения, что значительно упрощает управление про-
цессом перемещения зонда над исследуемым объектом.
В настоящее время наибольшее распространение в сканирующей
зондовой микроскопии получили трубчатые пьезосканеры. Они пред-
ставляют собой полые тонкостенные цилиндры из пьезоэлектрических
Рис. 1.
Пьезоэлектрический сканер зондового
микроскопа
