Физико-химический способ заточки

Электрохимическое травление, относящееся к физико-химическим методам, применяется для придания металлическим зондам формы конуса с острой вершиной. С помощью такого зонда, который перемещается по осям X-Y и сканирует материал, можно узнать подробнейшие свойства поверхности, мельчайшие шероховатости и углубления, передавать эти данные на компьютер и с помощью специальной программы получать трехмерное изображение поверхности.

Форма зонда является определяющей при получении качественного изображения. Если для атомарно гладких поверхностей критическим является только радиус кончика зонда, то для отображения ступенек, склонов, ям и прочих перепадов по высоте на поверхности образца критическим является угол заточки зонда. Для этого необходим максимально острый конусовидный кончик зонда, получить который механическим или химическим методом невозможно.

Рис.6 Сканирующий зондовый микроскоп.

Рис. 7 Процесс сканирования поверхности.

Зонд получают заточкой специальной заготовки вольфрамовой проволоки (закреплена в держателе - номер 3) с диаметром 0,15 мм, которую опускают (винтом - номер 1) в кольцо из нихромовой проволоки (номер 4),где находится щелочной 2-20% раствор (до этого был в ванночке - номер 5), и под напряжением 6-12 В (поступает через провод - номер 7) происходит растворение вольфрама:

W + 2KOH + 2H2O → K2WO4 + 3H2

Для осуществления процесса используется аппаратура, показанная на рисунке 8.

Рис.8 Устройство автоматического травления (А) и электронный блок управления (В).

1 — винт вертикального перемещения;

2 — держатель кольца нажимной;

3 — держатель заготовки;

4 — кольцо из нихромовой проволоки;

5 — ванночка с раствором;

6 — панель управления электронного блока;

7 — питание +12 В;

8 — вход USB от ПК;