Миниатюрный нагреватель с термостабилизацией
для зондового микроскопа


Люлевич В.В.
Физический факультет МГУ им. Ломоносова.

    Для изучения фазовых и конформационных переходов, а также для наблюдений биообъектов в естественных условиях методами зондовой микроскопии необходимо устройство, поддерживающее определенную температуру образца. Потребность получить пространственное разрешение менее 0,1нм в плоскости образца и сотых долей нанометра по нормали накладывает определенный предел на температурный дрейф прибора.

Разработана схема миниатюрного нагревателя для наблюдения поверхности образца при различной температуре методами сканирующей зондовой микроскопии. Достигнута точность стабилизации температуры 0,05 оС в диапазоне 20-80 оС. С помощью атомно-силового микроскопа "Nanoscope-3" (Digital Instruments, США) получены изображения доменов золота в рабочем интервале температур. На рисунках сканирование происходит в направлении стрелки, момент нагрева золотой пленки на 50С отмечен чертой (размер кадра 1,5х1,5мкм).
Произведено измерение температурного расширения нагревателя в плоскости образца (менее 40нм/0С, рис.2 ) и по нормали к нему (около100нм/0С, рис.1), который вполне согласуется с оценками. Выполнена серия экспериментов, в которой показано, что достижение более малого температурного расширения, например с помощью инваровых сплавов, не имеет смысла, так как оно определяется в основном обьектом исследования.