совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец

Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам измерения зондовыми методами образцов после нанотомирования. Он может быть использован для исследования структур биологических и полимерных образцов в условиях низких температур.

Известен сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством модификации поверхности объекта, содержащий основание, на котором установлен модуль пуансона с пуансоном, включающим первую режущую кромку и примыкающую к ней первую поверхность, при этом модуль пуансона включает первый привод по первой координате X и второй привод по второй координате Y, содержащий также платформу, установленную на основании с возможностью перемещения по направлению третьей координаты Z и сопряженную с третьим приводом по третьей координате Z, перпендикулярной плоскости координат XY, содержащий также пьезосканер, обеспечивающий перемещения по координатам Χ,Υ,Ζ, с держателем, на котором установлен носитель объекта с объектом, причем пьезосканер закреплен на платформе, а пуансон расположен с возможностью взаимодействия с объектом, содержащий также блок зонда с держателем зонда, в котором закреплен зонд, при этом блок зонда установлен на основании с возможностью перемещения по первой координате X и сопряжен с четвертым приводом по первой координате X, а зонд имеет возможность взаимодействия с объектом [Патент RU2389032].

Недостаток этого устройства заключается в том, что пьезосканер с объектом закреплен на платформе, которая подвижно установлена на основании, а блок зонда с зондом также установлен на основании. При этом между объектом и зондом существует длинная механическая «петля»: пьезосканер— платформа— основание — блок зонда. Это приводит к повышению уровня механических шумов и повышает погрешность зондовых измерений.

Известен также сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством модификации поверхности образца, содержащий основание, на котором установлен модуль пуансона с пуансоном, включающим первую режущую кромку, при этом модуль пуансона включает первый привод 6, обеспечивающий перемещение пуансона по первой координате X и второй привод, обеспечивающий перемещение пуансона по второй координате Y, а первая режущая кромка расположена вдоль второй координаты Y, содержащий также рычаг, установленный на основании с возможностью перемещения по направлению третьей координаты Z и сопряженный с толкателем третьего привода, обеспечивающим перемещение рычага вдоль третьей координаты Z, содержащий также измерительный блок, закрепленный на рычаге и состоящий из набора конструктивных элементов, включающего платформу, пьезосканер с держателем, на котором установлен носитель образца с образцом, имеющим измеряемую поверхностью, включающего также блок зонда с держателем зонда, в котором закреплен зонд, при этом первая режущая кромка пуансона направлена своим заострением в сторону образца по направлению третьей координаты Z и расположена с возможностью взаимодействия с образцом путем перемещения его вдоль координаты Z рычагом, пьезосканер закреплен на платформе и обеспечивает сканирование образца по координатам Χ,Υ,Ζ, блок зонда установлен на платформе и сопряжен с четвертым приводом, обеспечивающим перемещение блока зонда по первой координате X, а зонд имеет возможность взаимодействия с измеряемой поверхностью образца при ее сканировании по координатам Χ,Υ,Ζ. Заявка [ЕР2482080].

В данном устройстве решена проблема уменьшения механической «петли». Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения. Основные его недостатки заключаются в том, что в нем отсутствуют средства оперативного воздействия на зонд и образец. Это приводит к снижению разрешения и качества изображения.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности функционирования элементов измерительного блока сканирующего зондового микроскопа, совмещенного с устройством воздействия на зонд и образец. Технический результат изобретения заключается в повышении разрешения устройства и качества изображения, а также в расширении функциональных возможностей сканирующего зондового микроскопа, совмещенного с устройством воздействия на зонд и образец за счет исследования более широкого круга образцов.

Указанный технический результат достигается тем, что в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец, содержащий основание, на котором установлен модуль пуансона с пуансоном, включающим первую режущую кромку, при этом модуль пуансона включает первый привод 6, обеспечивающий перемещение пуансона по первой координате X и второй привод, обеспечивающий перемещение пуансона по второй координате Y, а первая режущая кромка расположена вдоль второй координаты Y, содержащий также рычаг, установленный на основании с возможностью перемещения по направлению третьей координаты Z и сопряженный с толкателем третьего привода, обеспечивающим перемещение рычага вдоль третьей координаты Z, содержащий также измерительный блок, закрепленный на рычаге и состоящий из набора конструктивных элементов, включающего платформу, пьезосканер с держателем, на котором установлен носитель образца с образцом, имеющим измеряемую поверхностью, включающего также блок зонда с держателем зонда, в котором закреплен зонд, при этом первая режущая кромка пуансона направлена своим заострением в сторону образца по направлению третьей координаты Z и расположена с возможностью взаимодействия с образцом путем перемещения его вдоль координаты Z рычагом, пьезосканер закреплен на платформе и обеспечивает сканирование образца по координатам X, Y, Z, блок зонда установлен на платформе и сопряжен с четвертым приводом, обеспечивающим перемещение блока зонда по первой координате X, а зонд имеет возможность взаимодействия с измеряемой поверхностью образца при ее сканировании по координатам X, Y, Z, введен модуль механического воздействия, закрепленный на модуле пуансона и имеющий возможность взаимодействия с, по меньшей мере, одним из конструктивных элементов измерительного блока.

В одном из вариантов модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия с платформой.

В одном из вариантов модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия с зондом.

В одном из вариантов держатель зонда установлен с возможностью подвижки относительно блока зонда, а модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия с держателем зонда и его подвижки.

В одном из вариантов модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия с блоком зонда и его подвижки.

В одном из вариантов модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия с образцом. В одном из вариантов носитель образца установлен с возможностью подвижки относительно держателя образца, а модуль механического воздействия установлен с возможностью взаимодействия носителем образца и его подвижки.

В одном из вариантов модуль механического воздействия включает блок нагрева, и/или пьезомодуль.

В одном из вариантов модуль механического воздействия включает вторую режущую кромку, расположенную вдоль второй координаты Y и направленную своим заострением в сторону измеряемой поверхности образца по направлению первой координаты X.

В одном из вариантов модуль механического воздействия включает иглу, расположенную вдоль первой координаты X и направленную своим острием в сторону измеряемой поверхности образца по направлению первой координаты X.

В одном из вариантов четвертый привод установлен на основании.

В одном из вариантов в устройство введен модуль газового воздействия, установленный на модуле пуансона и имеющий возможность сопряжения с зондом, или с первой режущей кромкой пуансона, или со второй режущей кромкой модуля механического воздействия, или с острием иглы, или с измеряемой поверхностью образца.

В одном из вариантов в устройство введен модуль лазерного воздействия, установленный на модуле пуансона и имеющий возможность сопряжения с первой режущей кромкой пуансона, или со второй режущей кромкой модуля механического воздействия, или с острием иглы, или с измеряемой поверхностью образца, или с зондом.

В одном из вариантов в устройство введен модуль ультрафиолетового воздействия, установленный на модуле пуансона и имеющий возможность сопряжения с первой режущей кромкой пуансона, или со второй режущей кромкой модуля механического воздействия, или с острием иглы, или с измеряемой поверхностью образца, или с зондом.

В одном из вариантов в устройство введен первый модуль плазменного воздействия, установленный на модуле пуансона и имеющий возможность сопряжения с первой режущей кромкой пуансона.

В одном из вариантов в устройство введен второй модуль плазменного воздействия, установленный на модуле пуансона, который имеет возможность сопряжения с измеряемой поверхностью образца, или со второй режущей кромкой модуля механического воздействия, или с острием иглы, или с зондом.

На фиг. 1 изображена схема общего вида сканирующего зондового микроскопа, совмещенного с устройством воздействия на зонд и образец.

На фиг. 2, фиг. 3 изображены фронтальная проекция и вид сверху на модуль механического воздействия, сопряженный с модулем газового воздействия.

На фиг. 4, фиг. 5 изображены фронтальная проекция и вид сверху на модуль механического воздействия, сопряженный с модулями лазерного, ультрафиолетового и плазменного воздействия.

На фиг. 6, фиг. 7 изображены фронтальная проекция и вид сверху на модуль механического воздействия, сопряженный с модулями газового, лазерного, ультрафиолетового и плазменного воздействия в случае ориентации в их сторону зонда и образца.

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ), совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец содержит основание 1 (фиг. 1), на котором установлен модуль пуансона 2 с пуансоном 3, включающим первую режущую кромку 4. При этом модуль пуансона 2 включает первый привод 6, обеспечивающий перемещение пуансона 2 по первой координате X и второй привод 7, обеспечивающий перемещение пуансона 2 по второй координате Y.

Первая режущая кромка 4 расположена вдоль второй координаты Y.

Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец содержит также рычаг 10, установленный на основании 1 с возможностью перемещения по направлению третьей координаты Z и сопряженный с толкателем 11 третьего привода 12, обеспечивающим перемещение рычага 10 вдоль третьей координаты Z.

Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец содержит также измерительный блок 13, закрепленный на рычаге 10 и состоящий из набора конструктивных элементов. Этот набор включает платформу 14, пьезосканер 15 с держателем образца 16, на котором установлен носитель образца 17 с образцом 18, имеющим измеряемую поверхностью 19, расположенную над пазом 20, выполненным в платформе 14. В этот набор также входит блок зонда 25 с держателем зонда 26, в котором закреплен зонд 27.

Первая режущая кромка 4 пуансона 3 направлена своим заострением в сторону образца 18 по направлению третьей координаты Z и расположена с возможностью взаимодействия с образцом 18 путем перемещения его вдоль координаты Z рычагом 10. Пьезо сканер 15 закреплен на платформе 14 и обеспечивает сканирование образца 18 по координатам X, Υ,Ζ, при этом зонд 27 имеет возможность взаимодействия с измеряемой поверхностью 19 образца 18 при ее сканировании по координатам Χ,Υ,Ζ. Блок зонда 25 установлен на платформе 14 и сопряжен с четвертым приводом 29, обеспечивающим перемещение блока зонда 25 по первой координате X. В одном из вариантов четвертый привод 29 с движителем 30 установлен на основании 1 и включает рычаг 31 с шаровым упором 32. При этом шаровой упор 32 расположен в пазу 34 блока зонда 25 с зазорами а и Ь, равными 1-2 мм каждый. В качестве движителя 30 может быть использован шаговый двигатель ANGp 101 фирмы Attocube. Возможно и иное расположение четвертого привода 29, например, на платформе 14 (не показано).

В качестве независимого признака в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец введен модуль механического воздействия 35, закрепленный на модуле пуансона 2 и имеющий возможность взаимодействия с, по меньшей мере, одним из элементов набора конструктивных элементов измерительного блока 13. Это повышает разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов. Модуль пуансона 2 с первым приводом 6 и вторым приводом 7, третий привод 12, пьезосканер 15, блок зонда 25 и четвертый привод 29 подключены к блоку управления 33. Основание 1 вместе с элементами, расположенными на нем, может быть установлено в криокамере 37, состоящей из корпуса 38 и крышки 39, причем криокамера 37 соединена с источником хладагента 40. При такой конфигурации четвертый привод 29 может быть расположен вне криокамеры 37 и может проникать внутрь криокамеры 37 через отверстие в крышке 39 для взаимодействия с блоком зонда 25 (этот вариант также не показан).

Элементы 1, 2, 4, 10, 11, 12, 14, 38, 39, 40 являются стандартными составляющими микрокриотома. Элементы 13, 15, 16, 17, 18, 21 , 25, 26, 27, 29, 30, являются стандартными составляющими сканирующего зондового микроскопа.

Работа сканирующего зондового микроскопа, совмещенного с устройством воздействия на зонд и образец, осуществляется следующим образом. Закрепляют носитель образца 17 с образцом 18 на держателе образца 16. Закрепляют держатель зонда 26 с зондом 27 на блоке зонда 25. Используя третий привод 12 опускают измерительный блок 13 по направлению координаты Z в сторону пуансона 3 и производят срез объекта 18, формируя измеряемую поверхность 19. После этого измерительный блок 13 третьим приводом 12 поднимают в верхнее положение. Используя четвертый привод 29 осуществляют сближение зонда 27 с измеряемой поверхностью 19 объекта 18. Далее, используя пьезосканер 15 осуществляют сканирование измеряемой поверхности 19 относительно зонда 27 и измерение топографии измеряемой поверхности 19. При этом в различных вариантах выполнения перед срезом, после среза или после измерения выполняют воздействие на один или несколько конструктивных элементов измерительного блока 13 при помощи модуля механического воздействия 35.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия с платформой 14. Перед проведением измерения поверхности 19, используя подвижку измерительного блока 13 вдоль координаты Z его можно упирать в блок механического воздействия 35. В этом случае измерительный блок 13 приобретает большую устойчивость, что приводит к уменьшению нефункциональных перемещений между зондом 27 и образцом 18 в процессе измерения. Это повышает разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия с зондом 27. Все зонды сканирующих зондовых микроскопов заканчиваются заострениями, на которых могут осаждаться привнесенные загрязнения (частицы). Эти частицы можно снимать с заострения модулем механического воздействия, осуществляя касания с ними. Это повышает разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов держатель зонда 26 установлен с возможностью подвижки относительно блока зонда 25, а модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия с держателем зонда 26 и его подвижки. Держатель зонда 26 в большинстве случаев представляет собой плоское тело, в котором закрепляют зонд 27. Это плоское тело может быть прижато к блоку зонда 25 плоской пружиной 28, допускающей подвижку держателя зонда 26 по координатам X, Y. Касаясь модулем механического воздействия 35 через паз 20 держателя зонда 26 его можно двигать по координатам X, Y. Следует иметь в виду, что для выполнения этой операции блок пуансона 2 необходимо сдвинуть по координате Y, таким образом, чтобы модуль механического воздействия 35 оказался под держателем зонда 26. При этом следует вывести пуансон 3 из под образца 18, чтобы при дальнейших манипуляциях исключить несанкционированное касание пуансона 3 и образца 18. После этого используя третий привод 12 опускают рычаг 10 по координате Z до зоны возможного касания модуля механического воздействия 35 и держателя зонда 26. Далее осуществляют соприкосновение модуля механического воздействия 35 и держателя зонда 26 и перемещают его по координатам X, Y. Следует также иметь в виду, что если необходимо перемещение держателя зонда 26 по координате X, то следует убрать зазор а с помощью четвертого привода 29. Это позволит при перемещении держателя зонда 26 не перемещать блок зонда 25 по координате X. Перемещение держателя зонда 26 по координате Y обычно не требует дополнительных манипуляций, т.к. блок зонда 25 обычно имеет однокоординатное перемещение по координате X, например, с использованием V-образной канавки (не показана), что запрещает перемещение блока зонда 25 по координате Y. Возможность перемещения держателя зонда 26 по координатам X, Y позволяет менять положение зонда 27 относительно зоны измерения на измеряемой поверхности 19. Это расширяет функциональные возможности устройства.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия с блоком зонда 25 и его подвижки. Возможность механического контакта модуля механического воздействия 35 и блока зонда 25 обеспечивают аналогичными операциями, которые описаны в предыдущем абзаце. Наиболее целесообразно использовать подвижку блока зонда 25 при отводе зонда 27 от образца 18 после завершения измерения поверхности 19. В качестве основного привода для этого используют четвертый привод 29, которым выбирают зазор b и отводят блок зонда 25 вместе с зондом 27 от измерительной поверхности 19. Но учитывая, что расстояние между зондом 27 и измеряемой поверхностью 19 может быть меньше одного микрона, довольно часто в начальный момент отвода происходит нефункциональное касание зонда 27 и измеряемой поверхности 19. В результате зонд 27 может выходить из строя или ухудшать свои характеристики за счет потери своей остроты. Чтобы уменьшить вероятность такого касания можно одновременно начинать отвод зонда 27 от измеряемой поверхности 19 и четвертым приводом 29 и модулем механического воздействия 35. Это дольше сохранит остроту зонда 27, повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия с образцом 18. В этом случае можно снимать с образца привнесенные загрязнения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов носитель образца 17 установлен с возможностью подвижки относительно держателя образца 16, а модуль механического воздействия 35 установлен с возможностью взаимодействия носителем образца 17 и его подвижки. При этом держатель образца 16 может быть изготовлен из магнитного сплава SmCo, а носитель образца 17 из никеля. Перемещение носителя образца 17 по третьей координате Z может быть осуществлено с помощью третьего привода 12. Перемещение носителя образца 17 по второй координате Y может быть осуществлено с помощью второго привода 7. Перемещение носителя образца 17 по координатам Υ, Z позволяет менять положение зонда 27 относительно зоны измерения на измеряемой поверхности 19. Это расширяет функциональные возможности устройства. Одновременно то, что носитель образца 17 может иметь перемещение по координате Z обеспечивает предохранение пьезосканера 15 от слома, если, например, усилие среза образца 18 превысит прочность пьезосканера по координате Z. Для этого необходимо усилие магнитного прижима по координате Z выбирать не менее чем в 5 раз меньше усилия вероятного слома пьезосканера 15.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 включает блок нагрева 42. В качестве блока нагрева 42 можно использовать микронагреватель Атос или миниатюрный элемент Пельтье. При касании модуля механического воздействия 35 с зондом 27 и образцом 18, нагревая их до температуры в диапазоне от -40 до +110°С, можно испарять с них влагу и иней перед процессом измерения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 включает пьезомодуль 45. В качестве пьезомодуля 45 можно использовать пьезокерамическую пластину с электродами, подключенными к блоку управления 33 (не показано). При касании модуля механического воздействия 35 с зондом 27 и образцом 18, используя механические колебания, можно удалять загрязнения с них не деформируя острие зонда 27 и рабочую зону измеряемой поверхности 19 перед процессом измерения, что повысит разрешение устройства и качество изображения. Частота механических колебаний может быть в пределах 1 - 100 кГц, а амплитуда в пределах 10 - 1000 нм.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 включает вторую режущую кромку 50, расположенную вдоль второй координаты Y и направленную своим заострением в сторону измеряемой поверхности 19 образца 18 по направлению первой координаты X. Второй режущей кромкой 50 (фиг. 2, фиг. 3) можно осуществлять прорез измеряемой поверхности 19 по координате Y. При этом образец по координате Z необходимо подвести ко второй режущей кромке 50 и, используя блок пуансона 2, углубиться второй режущей кромкой 50 в образец 18 по координате X. После этого необходимо вернуть по координате Y пуансон 3 в рабочее положение и произвести срез образца 18 до прореза по координате Y, выполненного второй режущей кромкой 50. Далее можно проводить измерения зондом 27 зоны ступеньки измеряемой поверхности 19 и сравнивать в рамках одного скана две срезанных поверхности. Высота ступеньки не должна превышать диапазон перемещения пьезосканера 15 по координате X. Она может составлять величину около 1 мкм. Это расширяет функциональные возможности устройства.

В одном из вариантов модуль механического воздействия 35 включает иглу 55, расположенную вдоль первой координаты X и направленную своим острием 56 в сторону измеряемой поверхности 19 образца 18 по направлению первой координаты X. Острием 26 иглы 55 можно выполнять проколы в образце 18 по аналогии с созданием прореза по координате Y, описанного в предыдущем абзаце. Эти проколы могут служить реперными метками при каждом последующем измерении поверхности 19 после среза. Глубина прокола в 10 мкм может обеспечить координатную привязку для 500 измерений при минимальной толщине среза 20 нм, которую обеспечивают стандартные микротомы. Это расширяет функциональные возможности устройства, а также увеличивает функциональные, возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец введен модуль газового воздействия 60, установленный на модуле пуансона 2. Модуль газового воздействия 60 включает сопло 63, соединенное с газовым блоком 70. Введение модуля газового воздействия 60 позволяет при использовании камеры 37 формировать в ней атмосферу инертного газа, например, аргона, что уменьшает образование инея на зонде 27 и измеряемой поверхности 19 при измерениях в условиях низких температур. Это повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

Для возможности сопряжения модуля газового воздействия 60 с различными объектами, сопло 63 может быть закреплено в цилиндре 64 с возможностью фрикционного поворота в стойке 65, которая, в свою очередь, может быть установлена с возможностью фрикционного поворота в модуле 67. В простейшем случае фрикционные повороты могут осуществляться вручную в одно из фиксированных положений до начала среза образца 18 и измерения зондом 77 поверхности 19. В другом варианте в качестве стойки 65 и модуля 67 можно использовать приводы, обеспечивающие повороты исполнительных элементов. Например, M42SP-6NK фирмы MITSUMI ELECTRONIC CO. Ltd. или ANR51 фирмы Attocube.

В одном из вариантов модуль газового воздействия 60 имеет возможность сопряжения с зондом 27. При сопряжении сопла 63 с зондом 27 (как изображено на фиг. 2) с него можно удалять привнесенные загрязнения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль газового воздействия 60 имеет возможность сопряжения с первой режущей кромкой 4 пуансона 3. При сопряжении сопла 63 с первой режущей кромкой 4 пуансона 3 с нее можно удалять привнесенные загрязнения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль газового воздействия 60 имеет возможность сопряжения со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35. При сопряжении сопла 63 со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35 с нее можно удалять привнесенные загрязнения, что улучшит условия измерения ступенчатой измеряемой поверхности 19, повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль газового воздействия 60 имеет возможность сопряжения с острием 56 иглы 55. В этом случае улучшится качество проколов и точность координатной привязки последовательных (после срезов) измерений. Это расширяет функциональные возможности устройства, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль газового воздействия 60 имеет возможность сопряжения с измеряемой поверхностью 19 образца 18. В этом случае сопло 63 можно располагать вертикально, как показано на фиг. 6, фиг.7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 по координатам X, Y и совмещая струю газа с измеряемой поверхностью 19, с нее можно удалять привнесенные загрязнения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов в устройство введен модуль лазерного воздействия 74 (фиг. 5), установленный на модуле пуансона 2 и включающий первый излучатель 75, сопряженный с первым световодом 76, который подключен к лазеру 77. В качестве лазера можно использовать лазер Melles Griot 56-CRN с длиной волны 515 нм и мощностью до 60 мВт.

В одном из вариантов модуль лазерного воздействия 74 имеет возможность сопряжения с первой режущей кромкой 4 пуансона 3. При сопряжении первого излучателя 75 с первой режущей кромкой 4 пуансона 3 с нее можно удалять влагу и- иней, что повысит качество среза, разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль лазерного воздействия 74 имеет возможность сопряжения со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35. При сопряжении первого излучателя 75 со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35 с нее можно удалять влагу и иней, что улучшит условия измерения ступенчатой измеряемой поверхности 19, повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль лазерного воздействия 74 имеет возможность сопряжения с острием 56 иглы 55. В этом случае с острия 56 можно удалять иней и влагу, что улучшит качество проколов и точность координатной привязки последовательных (после срезов) измерений. Это расширяет функциональные возможности устройства, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль лазерного воздействия 74 имеет возможность сопряжения с измеряемой поверхностью 19 образца 18. В этом случае первый излучатель 75 можно располагать вертикально, как показано на фиг. 6, фиг. 7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 по координатам X, Y и совмещая лазерное излучение с измерительной поверхностью 19, с нее можно удалять иней и влагу, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль лазерного воздействия 74 имеет возможность сопряжения с зондом 27. В этом случае первый излучатель 75 можно располагать вертикально, как показано на фиг. 6, фиг. 7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 по координатам X, Y и совмещая лазерное излучение с зондом 27, с него можно удалять иней и влагу, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов в устройство введен модуль ультрафиолетового воздействия 81 (фиг. 4, фиг. 5), установленный на модуле пуансона 2 и включающий второй излучатель 82, сопряженный со вторым световодом 83, который подключен к лазеру ультрафиолетового излучения 84. В качестве лазеру ультрафиолетового излучения можно использовать лазер Coherent ExciStar XS 200 с длиной волны 248 нм и мощностью до 1.6 Вт.

В одном из вариантов модуль ультрафиолетового воздействия 81 имеет возможность сопряжения с первой режущей кромкой 4 пуансона 3. При сопряжении второго излучателя 82 с первой режущей кромкой 4 пуансона 3 с нее можно удалять биологические микрообъекты, что повысит качество среза, разрешение устройства и качество изображения.

В одном из вариантов модуль ультрафиолетового воздействия 81 имеет возможность сопряжения со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35. При сопряжении второго излучателя 82 со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35 с нее можно удалять биологические микрообъекты, что повысит качество реза по координате Y, улучшит условия измерения ступенчатой измеряемой поверхности 19, повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов. В одном из вариантов модуль ультрафиолетового воздействия 81 имеет возможность сопряжения с острием 56 иглы 55. В этом случае с острия 56 можно удалять биологические микрообъекты, что улучшит качество проколов и точность координатной привязки последовательных (после срезов) измерений. Это расширяет функциональные возможности устройства, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль ультрафиолетового воздействия 81 имеет возможность сопряжения с измеряемой поверхностью 19 образца 18. В этом случае второй излучатель 82 можно располагать вертикально, как показано на фиг. 6, фиг. 7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 и совмещая ультрафиолетовое излучение с измерительной поверхностью 19, с нее можно удалять биологические микрообъекты, либо производить изменения биологических структур на поверхности 19, например изменение белковой структуры белка коллагена, механических свойств и структурной организации коллагеновых фибрилл в результате кросс-линкинга белковых молекул, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов модуль ультрафиолетового воздействия 81 имеет возможность сопряжения с зондом 27. В этом случае второй излучатель 82 можно располагать вертикально, как показано на фиг. 6, фиг.7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 по координате X, Y и совмещая ультрафиолетовое излучение с зондом 27, с него можно удалять биологические микрообъекты, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец введен первый модуль плазменного воздействия 90 (фиг. 4, фиг. 5), установленный на модуле пуансона 2 и имеющий возможность сопряжения с первой режущей кромкой 4 пуансона 3. В этом случае первый модуль плазменного воздействия 90 включает первый электрод 91 и второй электрод 92, закрепленные соответственно в первом изоляторе 93 и втором изоляторе 94 вдоль одной линии по координате Y, и соединенные модулем формирования плазмы 97. Расстояние с между первым электродом 91 и вторым электродом 92 может быть 3-7 мм, напряжение между ними в режиме поджига может быть 1 - 15 кВ при длительности 0.01-100 микросекунд. Напряжение горения плазменного разряда составляет величину 20-100 В. В качестве плазмообразующего газа можно использовать аргон. Плазма между первым электродом 91 и вторым электродом 92 позволяет очищать острие 4 от привнесенных органических загрязнений, что повысит качество среза, разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством воздействия на зонд и образец введен второй модуль плазменного воздействия 100 в зоне острия 4 пуансона 3, установленный на модуле пуансона 2. В этом случае второй модуль плазменного воздействия 100 включает третий электрод 101 и четвертый электрод 102, закрепленные соответственно параллельно друг другу в третьем изоляторе 104 и соединенные с модулем формирования плазмы 97. Расстояние d между третьим электродом 101 и четвертым электродом 102 может быть 0.1 - 2 мм, напряжение между ними в режиме поджига может быть 100 В - 10 кВ при длительности 0.01 - 100 микросекунд. Напряжение горения плазменного разряда составляет величину 10 - 100 В. В качестве плазмообразующего газа можно использовать аргон. Плазма между третьим электродом 101 и четвертым электродом 102 позволяет очищать острие 4 от привнесенных органических загрязнений, что повысит качество среза, разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

Соединительные провода между электродами 91 , 92, 101, 102 и модулем формирования плазмы 97 при прохождении ими корпуса 38 могут быть расположены в витоновых уплотнителях 95, 96, 103.

В одном из вариантов второй модуль плазменного воздействия 100 имеет возможность сопряжения с измеряемой поверхностью 19 образца 18. Плазма между третьим электродом 101 и четвертым электродом 102 позволяет очищать измеряемую поверхность 19 (как показано на фиг. 4) от привнесенных органических загрязнений или осуществлять плазменное травление поверхности 19 с выявлением чужеродных включений, что повышает разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов второй модуль плазменного воздействия 100 имеет возможность сопряжения со второй режущей кромкой 50 модуля механического воздействия 35. Это может быть осуществлено при повороте третьего электрода 101 и четвертого электрода 102 против часовой стрелки (фиг. 4). Плазма между третьим электродом 101 и четвертым электродом 102 позволяет очищать вторую режущую кромку 50 модуля механического воздействия 35 от привнесенных органических загрязнений, что повышает разрешение устройства и качество изображения, а также увеличивает функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.

В одном из вариантов второй модуль плазменного воздействия 100 имеет возможность сопряжения с острием 56 иглы 55. Это может быть осуществлено при повороте третьего электрода 101 и четвертого электрода 102 против часовой стрелки (фиг. 4). Плазма между третьим электродом 101 и четвертым электродом 102 позволяет очищать острие 56 от привнесенных органических загрязнений, что улучшит качество проколов и точность координатной привязки последовательных (после срезов) измерений. Это расширяет функциональные возможности устройства.

В одном из вариантов второй модуль плазменного воздействия 100 имеет возможность сопряжения с зондом 27. В этом случае второй излучатель 82 располагают вертикально, как показано на фиг. 6, фиг. 7. При этом, перемещая модуль пуансона 2 и модуль плазменного воздействия 100 по координатам X, Y в нижнем положении рычага 10 с зонда 27 можно удалять органические загрязнения, что повысит разрешение устройства и качество изображения, а также увеличит функциональные возможности устройства за счет исследования более широкого круга образцов.