к списку работ

Разработка атомно-силового интерференционного микроскопа

Исполнитель:

Меньшиков Евгений Александрович

аспирант физического факультета, кафедра физики полимеров и кристаллов,

Научный руководитель:

д.ф.-м.н., проф. Яминский Игорь Владимирович

Описание

Атомно-силовой микроскоп – основной инструмент для изучения нано- и микрообъектов. Для решений ряда нанотехнологических задач условие высокоточного наведения (позиционирования) зонда на исследуемый объект имеет первостепенное значение. В представленных на рынке микроскопах для позиционирования используются системы видеонаблюдения на базе оптических микроскопов. Часто, особенно в случаях прозрачных образцов, используемые системы видеонаблюдения не дают информацию о макрорельефе поверхности, и точное позиционирование зонда на нанообъекты или в необходимую топологическую область образца (вершину, впадину или участок образца с заданным углом наклона) становится невозможным. Предлагаемый продукт атомно-силовой интерференционный микроскоп (АСИМ) реализует возможность высокоточного позиционирования путем совмещения принципов атомно-силовой и интерференционной микроскопии. Такой способ позволяет производить высокоточное позиционирования на нанообъекты и топологические особенности микроскопического образца без использования дополнительных методик, например применения флуоресцентных меток, меняющих структуру исследуемых объектов.

Атомно-силовой интерференционный микроскоп позволяет:

·     быстро и с высокой точностью наводить зонд на интересующие объекты или области исследуемой поверхности

·     одновременно наблюдать исследуемые поверхности на различных пространственных и временных масштабах

·     проводить калибровку сканера микроскопа без использования дополнительного калибровочного эталона

·     производить дополнительный контроль за изгибом кантилевера в процессе работы.

Ввиду высокотехнологичности производства и большой конкуренции в области атомно-силовых микроскопов для выхода на рынок оптимальным представляется изготовление универсальных интерференционных объективов-насадок, устанавливающихся на системы видеонаблюдения микроскопов, представленных на рынке. Это позволит охватить большой сегмент рынка при достаточно низкой конкуренции и низкой себестоимости продукта. При дальнейшем развитии помимо объективов планируется вывод на рынок атомно-силовых интерференционных микроскопов. 

 

Описание рынка продукта

Производителями атомно-силовых микроскопов являются как российские, так и зарубежные предприятия, среди которых: НТ-МДТ, Veeco, Центр перспективных технологий, Asylum Research, AIST-NT, Agilent, NovaScan, NanoSurf, Omicron, JEOL. В микроскопах этих производителей для позиционировая используются системы видеонаблюдения, состоящие из оптического микрсокопа и камеры, передающей изображение на компьютер. Рынок атомно-силовых микроскопов является часть рынка нанотехнологий. Рынок обладает хорошим ростом. Объем продаж составляет около 1000 микроскопов в год. Объем рынка составляет 420 M$

Техническая реализуемость продукта

     На данном этапе создан прототит атомно-силового интерференционного микроскопа. Характеристики разработанного  прототипа приведены в таблице

Ведется разработка универсального интерференционного объектива-насадки.

Перспективы применения технологии в других областях

   Помимо научных исследований атомно-силовой микроскоп является универсальным прибором для биологии, позволяющий проводить комплексные исследования с белками и клетками. Так, интерференционная часть микроскопа позволяет изучать микроскопические характеристики биообъектов, например, число концентрацию эритроцитов в крови пациента. А атомно-силовая часть дает информацию о процессах на наноуровне, например образование комплексов. Таким образом атомно-силовой микроскоп может стать новым инструментом не только в нанотехнологиях и научных исследованиях, но и стать незаменимым прибором в медицинских лабораториях.

Публикации

·     Е. Меньшиков, И.Яминский., Атомно-силовой интерференционный микроскоп, Наноиндустрия, 2009, №1(в печати)

Патенты

·     Патент № 78575 по заявке 2008116294 Сканирующий зондовый микроскоп

·  Заявка на патент № 2008116296 Способ настройки сканирующего зондового микроскопа и сканирующий зондовый

Участие во всероссийских и международных выставках

·     Роснанотех’08, Россия, Москва, 3-5 декабря 2008, участник

·  Инновационный конвент, Москва, 9-10 декабря 2008, участник

Награды

· Премия “лучший молодежный проект в области наноиндустрии” в конкурсе Российской корпорации нанотехнологий (РОСНАНО) в рамках Первого ежегодного Российского молодежного инновационного конвента