СКАНИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗОНДОВОГО МИКРОСКОПА С УПРАВЛЕНИЕМ ИЗ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ СРЕДЫ NI ELVIS II

О. Л. Рыжиков

Аннотация


Целью данной работы является разработка сканирующих устройств зондовых микроско-
пов для исследования наноматериалов и применения их в перспективных изделиях современ-
ной электроники. В качестве примера можно выбрать материалы для холодных катодов.
Интерес представляет также исследование туннельных эффектов в различных органических
полупроводниках, например в асфальтенах. Для решения поставленной задачи автором раз-
работаны аппаратура и программное обеспечение для сканирования в нанодиапазоне на
основе биморфных пьезоэлектриков. Данная конструкция обеспечивает значительные пере-
мещения в диапазоне до 100 мкм при управляющем напряжении порядка 100 В, характерные
недостатки – низкая жесткость и малая блокирующая сила — несущественны для данного
приложения. Управление наноперемещениями кроме собственно изгибного пьезокерамиче-
ского биморфа требует также разработки регулируемых высоковольтных источников напря-
жения и программного обеспечения для автоматизации исследования и отображения резуль-
татов. В качестве такого источника используется типовая схема step-up преобразователя, в
канал обратной связи которого кроме параметра выходного напряжения подается также
напряжение управления. Для измерения туннельных токов рассматривается усилитель базе
микросхемы LMP7712 с отличными параметрами входных цепей для измерения токов в фем-
то-пикодиапазоне для комнатных температур. Компьютерное обеспечение выполнено на базе
программно-аппаратной среды NI ELVIS II. В работе приведена интеграция установки в
макетную плату комплекса, для электропитания используются встроенные источники, также
цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование информации осуществляется соот-
ветствующими каналами комплекса NI ELVIS II. Передняя панель виртуального инструмента
содержит необходимые элементы для управления и отображения результатов исследования.
Программное обеспечение выполнено в среде графического программирования LabVIEW.
Результаты данной разработки использованы для исследования возможности применения
асфальтенов нефтяного сырья в качестве органических полупроводников и электропроводя-
щих наноматериалов для приборов микро- и наноэлектроники.


Полный текст:

PDF

Литература


Доломатов М.Ю., Шуткова С.А.‚

Кавыев

А.Г.‚ Юсупов Э.А., Гордеев В.Н.‚

Челноков Ю.В. Особенности электропровод-

ности и свойств аморфных полупроводников

на основе асфальтенов // Электротехнические

и информационные комплексы и системы.

Т. 9. № 3. С. 109–114.

Фурсей Г.Н., Баскин Л.М. Особенности

полевой эмиссии полупроводников //

Микроэлектроника.

Т. 26. № 2.

С. 117–122.

National Instruments Corporate.

LabVIEW: Data Acquisition. Basics Manual.

National Instruments, 1998. [Электронный

ресурс]. URL: http://www.ni.com.

Панич А.Е. Пьезокерамические актю-

аторы: учеб. пособие. Ростов-на-Дону: ЮФУ,

159 с.

Гейер А.Ф. Пьезокерамические

излучатели

звука (звонки, оповещатели)

[Электронный

ресурс]. URL: http://avrorabinib.

ru/index.php?option=com_content

&task=view& &id=81&Itemid=36.

LM2705 Micropower Step-up DC-DC

Converter with 150-mA Peak Current Limit

Datasheet (Rev. F). [Электронный ресурс].

URL: http://www.ti.com.

NI ELVIS II. Руководство пользователя

[Электронный ресурс]. National Instruments.

URL: http: //flp.ni.com/pub/bmnches/

russia/

ni_elvis/ni_elvis_2_user_guide.pdf.

Single and Dual Precision, 17 MHz,

Low Noise, CMOS Input Amplifiers [Электронный

ресурс]. URL: https://www.ti.com/lit/

ds/symlink/lmp7711.pdf.

Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков

Г.И. LabVIEW для радиоинженера: от

виртуальной модели до реального устройства:

учеб. пособие. М.: ДМК-Пресс, 2007. 410 с.

Petrov A.M., Dolomatov M.Yu., Bakhtizin

R.Z., Ryzhikov O.L., Khayrudinov I.R.

Features of Temperature Dependence of Electrical

Conductivity in Multicomponent Organic

Spin Glasses // Inorganic Materials: Applied

Research. 2016. Vol. 7. Issue 4. P. 453–457.

Доломатов М.Ю., Петров A.M.,

Рыжиков

О.Л., Бахтизин Р.З. Электрофизические

свойства асфальтенсодержащих

аморфных органических материалов //

Материаловедение.

№ 2. С. 15–18.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.