Разработка и создание специализированного эталонного комплекса для метрологического обеспечения измерений параметров наноразмерных объектов и структур, систем позиционирования и сканирования в нанотехнологиях и наноиндустрии

Аннотация работ

«Разработка и создание специализированного эталонного комплекса для метрологического обеспечения измерений параметров наноразмерных объектов и структур, систем позиционирования и сканирования в нанотехнологиях и наноиндустрии»
  Шифр «2007-3-1.3-07-13-004»
по Государственному контракту от 6 июля 2007 г. № 02.513.11.3320
этап 1
тема: «Разработка концепции специализированного эталонного комплекса, предназначенного для воспроизведения и передачи размера единицы длины от первичного эталона метра к средствам измерений, применяемым в нанометровом и прилегающим к нему диапазонах»

1. Предмет и цель работы.
Предметом и целью работы на этапе 1 являлась разработка концепции специализированного эталонного комплекса, предназначенного для воспроизведения и передачи размера единицы длины от первичного эталона метра к средствам измерений, применяемым в нанометровом и прилегающим к нему диапазонах.

2. Методология проведения работы.
Для достижения цели работы на этапе 1 был проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме. Были проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96.

3. Результаты работы.
Дано обоснование выбора направлений научных исследований и способов решения поставленных задач. Разработана концепция специализированного эталонного комплекса, предназначенного для воспроизведения и передачи размера единицы длины от первичного эталона метра к средствам измерений, применяемым в нанометровом и прилегающим к нему диапазонах, основанная на необходимости обеспечения единства измерений в нанотехнологиях и наноиндустрии и привязке измеряемых значений геометрических параметров объектов и структур нанометрового диапазона к первичному эталону метра. Разработана функциональная схема специализированного эталонного комплекса, основанная на экспериментальных и теоретических результатах, учитывающих взаимодействие измерительного устройства с объектом нанометровых размеров. В основе функционирования специализированного эталонного комплекса заложены принципы зондовой микроскопии, лазерной интерферометрии и рентгеновской дифрактометрии.
Проведены теоретические и экспериментальные исследования закономерностей физических процессов, подлежащих реализации в структурных элементах специализированного эталонного комплекса в системах сканирования и позиционирования, генерации сверхмалых перемещений, основанных на рентгеновской дифрактометрии и рефлектометрии, на пьезоэффекте в ниобате лития.
Проведены предварительные рентгенодифрактометрические и рентгенорефлектометрические измерения наноразмерных гетероструктур на дифрактометре эталонного комплекса.
Показана возможность и предложен метод создания устройств точного перемещения на основе монокристаллов ниобата лития для применения в сканирующих зондовых микроскопах и других приборах, а также для создания эталонов точного перемещения.
Опубликованы 2 научные статьи в печатных изданиях по теме проекта.

4. Область применения результатов.
Результаты анализа научно-технической литературы, разработка концепции специализированного эталонного комплекса и исследований закономерностей физических процессов будут реализованы в специализированном эталонном комплексе, системах сканирования и позиционирования, используемых в нанотехнологиях и наноиндустрии, на базе принципов зондовой микроскопии, лазерной интерферометрии и рентгеновской дифрактометрии, генерации сверхмалых перемещений, базирующихся на пьезоэффекте в ниобате лития.
Областью применения результатов будет обеспечение единства измерений в нанотехнологиях и наноиндустрии при измерении физических параметров наноразмерных объектов и структур с применением систем сканирования и позиционирования на основе специализированного эталонного комплекса, предназначенного для воспроизведения и передачи размера единицы длины от первичного эталона метра к средствам измерений, применяемым в нанометровом и прилегающим к нему диапазонах.

5. Выводы.
Проведенные в рамках контракта работы на этапе 1 позволили разработать концепцию специализированного эталонного комплекса, предназначенного для воспроизведения и передачи размера единицы длины от первичного эталона метра к средствам измерений, применяемым в нанометровом и прилегающим к нему диапазонах, основанную на необходимости обеспечения единства измерений в нанотехнологиях и наноиндустрии и привязке измеряемых значений геометрических параметров объектов и структур нанометрового диапазона к первичному эталону метра, что является основой для работ на следующих этапах темы в рамках настоящего контракта.

Исполнитель:
Генеральный директор ОАО «НИЦПВ»,
руководитель работ
  ________________П.А. Тодуа

1. Создан и испытан лабораторный образец специализированного эталонного комплекса.
2. Разработаны методы калибровки атомно-силовых микроскопов, растровых электронных микроскопов и рентгеновских дифрактометров.
3. Проведен анализ результатов работы, полученных на этапах 1 и 2 при создании лабораторного образца специализированного эталонного комплекса, и обобщены результаты работы. Проведена оценка полноты решения задач и значимости полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
4. Разработаны 3 проекта ГОСТ на методы калибровки растровых электронных и атомно-силовых микроскопов.
5. Проведена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и разработаны рекомендации по её созданию.
6. Разработаны технические требования для ТЗ на ОКР/ОТР.
7. Составлен заключительный отчет.