Metody SPM založené na sondách vyrobených z křemenného rezonátoru
Loading...
Date
Authors
Wertheimer, Pavel
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Dizertační práce je zaměřena na vývoj systémů mikroskopů s rastrující sondou, zejména na vývoj a implementaci technologie sond založených na křemenných rezonátorech. Sondy založené na křemenných rezonátorech mají v porovnání s běžnými křemíkovými cantilevery několik výhod. Jsou to především jejich speciální mechanické parametry a možnost elektrického vyčítání signálu odpovídajícího průhybu raménka. Díky elektrickému vyčítání lze sondy založené na křemenných rezonátorech snadno implementovat i do komplexnějších SPM aparatur. Práce pojednává o vývoji elektroniky univerzálního, jednoduše upravitelného řídicího systému pro měření SPM. Systém obsahuje komerční řídicí a oscilační jednotku, ostatní elektronické prvky (např. VN zesilovač a předzesilovače signálů pro měření SPM) jsou předmětem vývoje popsaného v této dizertační práci. Dále je v práci prezentován vývoj systému mikroskopu UHV LT SPM se sondou qPlus, který byl uskutečněn na Universität Hamburg. V rámci jeho vývoje byl navržen předzesilovač určený pro práci na teplotách kapalného helia. Třetím tématem dizertační práce je implementace technologie qPlus do mikroskopu UHV VT SPM určeného pro práci v UHV komoře s elektronovým rastrovacím mikroskopem. Navrženy byly sondy qPlus a univerzální předzesilovač pro zpracování signálů z křemenných rezonátorů. Na všech vyvinutých systémech byla provedena testovací měření.
The thesis is focused on development of scanning probe microscope systems, especially development and implementation of quartz resonator probes. The quartz resonator probes, compared to the standard silicon cantilevers, have several advantages. It is in particular their mechanical properties and possibility of direct electrical readout of the deflection signal. Due to the fact, the probes are easy to implement even into more complex SPM systems. The thesis deals with development of universal and open SPM control system electronics. The electronics consist of the commercial SPM control and oscillation units, the development of the other electronic parts (such as the high voltage amplifier and the preamplifier units) is described in the thesis. Further, the thesis reports on development of the qPlus UHV LT SPM microscope system that was carried out at Universität Hamburg. Part of it was development of the qPlus preamplifier able to operate at liquid helium temperature. The third topic of the thesis is the implementation of qPlus technology into the UHV VT SPM microscope suitable to operate in situ with a scanning electron microscope. The qPlus sensors and the universal UHV preamplifier were designed and manufactured. Test measurements were conducted on all of the developed systems.
The thesis is focused on development of scanning probe microscope systems, especially development and implementation of quartz resonator probes. The quartz resonator probes, compared to the standard silicon cantilevers, have several advantages. It is in particular their mechanical properties and possibility of direct electrical readout of the deflection signal. Due to the fact, the probes are easy to implement even into more complex SPM systems. The thesis deals with development of universal and open SPM control system electronics. The electronics consist of the commercial SPM control and oscillation units, the development of the other electronic parts (such as the high voltage amplifier and the preamplifier units) is described in the thesis. Further, the thesis reports on development of the qPlus UHV LT SPM microscope system that was carried out at Universität Hamburg. Part of it was development of the qPlus preamplifier able to operate at liquid helium temperature. The third topic of the thesis is the implementation of qPlus technology into the UHV VT SPM microscope suitable to operate in situ with a scanning electron microscope. The qPlus sensors and the universal UHV preamplifier were designed and manufactured. Test measurements were conducted on all of the developed systems.
Description
Citation
WERTHEIMER, P. Metody SPM založené na sondách vyrobených z křemenného rezonátoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (předseda)
doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. (člen)
Ing. Ondřej Číp, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2015-12-08
Defence
Přínosem DDP je spojení pozitivních vlastností STM a AFM k vytvoření zařízení, které umožňuje atomární rozlišení a jednoznačnou identifikaci různých atomů. Výsledky byly publikovány.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení