Пьезосканер с трехкоординатным плоскопараллельным перемещением в плоскости объекта

 

Изобретение относится к нанотехнологии, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим микроперемещения по трем координатам (Х, Y, Θ) в плоскости объекта и по одной координате, перпендикулярной плоскости объекта. Например, для перемещения зондов или образцов в зондовой микроскопии. Сущность изобретения: пьезосканер содержит основание с закрепленной на нем одним концом первой пьезотрубкой с электродами на наружной и внутренней поверхностях, первый соединительный элемент, установленный на другом конце первой пьезотрубки и содержащий одним концом закрепленную на нем вторую пьезотрубку с четырьмя разделенными электродами Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂ на наружной поверхности и четырьмя разделенными электродами на внутренней поверхности, расположенными напротив соответствующих наружных электродов Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂. Второй соединительный элемент, установленный на другом конце второй пьезотрубки, содержащий одним концом закрепленную на нем третью пьезотрубку с четырьмя разделенными электродами Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂ на наружной поверхности и четырьмя разделенными электродами Хʹ₃₁, Хʹ₃₂, Yʹ₃₁, Yʹ₃₂ на внутренней поверхности, расположенными напротив соответствующих наружных

электродов Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂, на другом конце которой закреплен держатель объекта. Оси симметрии электродов второй пьезотрубки Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂, Хʹ₂₁, Хʹ₂₂, Yʹ₂₁, Yʹ₂₂ совпадают с осями симметрии соответствующих электродов третьей пьезотрубки Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂, Хʹ₃₁, Хʹ₃₂, Yʹ₃₁, Yʹ₃₂. Соединение электродов второй и третьей пьезотрубок таково, что обеспечивает их изгиб в противофазе. Первая пьезотрубка выполнена с наружными и внутренними электродами Z и Zʹ. Технический результат - расширение функциональных возможностей пьезосканера. 7 з.п.ф-лы, 11 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Пьезосканер с трехкоординатным перемещением в плоскости объекта, содержащий основание, с закрепленной на нем одним концом первой пьезотрубкой с электродами на наружной и внутренней поверхностях, первый соединительный элемент, установленный на другом конце первой пьезотрубки и содержащий одним концом закрепленную на нем вторую пьезотрубку с четырьмя разделенными электродами Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂ на наружной поверхности и четырьмя разделенными электродами Хʹ₂₁, Хʹ₂₂, Yʹ₂₁, Yʹ₂₂ на внутренней поверхности, расположенными напротив соответствующих наружных электродов Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂, а также держатель объекта, отличающийся тем, что в него введен второй соединительный элемент, установленный на другом конце второй пьезотрубки, содержащий одним концом закрепленную на нем третью пьезотрубку с четырьмя разделенными электродами Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂ на наружной поверхности и четырьмя разделенными электродами Хʹ₃₁, Хʹ₃₂, Yʹ₃₁, Yʹ₃₂ на внутренней поверхности, расположенными напротив соответствующих наружных электродов Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂, на другом конце которой закреплен держатель объекта, при этом оси симметрии электродов второй пьезотрубки Х₂₁, Х₂₂, Y₂₁, Y₂₂, Хʹ₂₁, Хʹ₂₂, Yʹ₂₁, Yʹ₂₂ совпадают с осями симметрии соответствующих электродов третьей пьезотрубки Х₃₁, Х₃₂, Y₃₁, Y₃₂, Хʹ₃₁, Хʹ₃₂, Yʹ₃₁, Yʹ₃₂, а соединение электродов второй и третьей пьезотрубок таково, что обеспечивает их изгиб в противофазе, причем первая пьезотрубка выполнена с наружными и внутренними электродами Z и Zʹ.

2. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что вторая и третья пьезотрубки поляризованы в одном направлении, каждый внутренний электрод второй пьезотрубки соединен с соответствующим наружным электродом третьей пьезотрубки, а каждый наружный электрод второй пьезотрубки соединен с соответствующим внутренним электродом третьей пьезотрубки.

3. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что вторая и третья пьезотрубки поляризованы в разных направлениях, каждый внутренний электрод второй пьезотрубки соединен с соответствующим внутренним электродом третьей пьезотрубки, а каждый наружный электрод второй пьезотрубки соединен с соответствующим наружным электродом третьей пьезотрубки.

4. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что вторая и третья пьезотрубки закреплены на соединительных элементах и держателе объекта посредством локальных зон между электродами.

5. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере на одном конце первой пьезотрубки выполнено как минимум два паза, между которыми сформировано по два разделенных наружных электрода Z₁, Z₂, Z₃, Z₄ и по два разделенных внутренних электрода Zʹ₁, Zʹ₂, Zʹ₃ и Zʹ₄, расположенных напротив соответствующих наружных электродов Z₁, Z₂, Z₃ и Z₄, при этом наружные электроды соединены попарно перекрестно с внутренними электродами.

6. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что основание содержит блок поворота вокруг оси симметрии пьезосканера.

7. Пьезосканер по п.1, отличающийся тем, что на основании закреплен магнит с возможностью подвижки относительно объекта, а объект состоит из носителя с ферромагнитной вставкой.

8. Пьезосканер по п.7, отличающийся тем, что носитель содержит отверстие, а магнит расположен внутри его полости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23