CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ

CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ

The development of diamond micro-turning methods to improve the quality of micro- and nano-dimensional characteristics of parts is critical for many areas of optics, electronics, space technology, nanotechnology and others. The main problems of the existing methods of diamond micro-turning are the p...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2020
Автори: Грушко, В.І, Міцкевич, Є.І., Лисаковський, В.В., Кір’єв, А.М., Лисенко, О.Г.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2020
Теми:
алмазне мікроточіння
сканувальна тунельна мікроскопія
легований бором алмаз
Онлайн доступ:http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/160
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Tooling materials science

Репозитарії

Tooling materials science
id oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-160
record_format ojs
institution Tooling materials science
baseUrl_str
datestamp_date 2020-11-02T07:52:25Z
collection OJS
language Ukrainian
topic алмазне мікроточіння
сканувальна тунельна мікроскопія
легований бором алмаз
spellingShingle алмазне мікроточіння
сканувальна тунельна мікроскопія
легований бором алмаз
Грушко, В.І
Міцкевич, Є.І.
Лисаковський, В.В.
Кір’єв, А.М.
Лисенко, О.Г.
CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
topic_facet diamond micro-turning
scanning tunneling microscopy
boron-doped diamond
алмазное микроточение
сканирующая туннельная микроскопия
легированные бором алмаз
алмазне мікроточіння
сканувальна тунельна мікроскопія
легований бором алмаз
format Article
author Грушко, В.І
Міцкевич, Є.І.
Лисаковський, В.В.
Кір’єв, А.М.
Лисенко, О.Г.
author_facet Грушко, В.І
Міцкевич, Є.І.
Лисаковський, В.В.
Кір’єв, А.М.
Лисенко, О.Г.
author_sort Грушко, В.І
title CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
title_short CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
title_full CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
title_fullStr CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
title_full_unstemmed CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ
title_sort cканувальна тунельна мікроскопія з легованим бором алмазним вістрям для in-situ профілометрії та фінішної обробки в станках алмазного мікроточіння
title_alt SCANNING TUNNELING MICROSCOPY WITH BORON-DOPED DIAMOND TIP FOR IN-SITU PROFILOMETRY AND FINISHING IN DIAMOND MICRO-TURNING MACHINES
CКАНУНИРУЮЩАЯ ТУННЕЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ С ЛЕГИРОВАННЫМ БОРОМ АЛМАЗНЫМ ОСТРИЕМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФИЛОМЕТРИИ И ФИНИШНОЙ ОТДЕЛКА В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МИКРОТОЧЕНИЯ
description The development of diamond micro-turning methods to improve the quality of micro- and nano-dimensional characteristics of parts is critical for many areas of optics, electronics, space technology, nanotechnology and others. The main problems of the existing methods of diamond micro-turning are the processing of the center of the part and the need to extract the part from the machine for nanoscale evaluation of surface quality. To solve these problems, we have proposed a new scheme for combining scanning tunneling microscopy (STM) with boron-doped diamond tip/cutter and a diamond micro-turning machine. After the standard diamond turning procedure, the STM performs a linear scan of the part surface in several diagonal directions with the stationary part. When defective areas are detected, a quick non-raster scanning procedure of the defective area is performed at a constant height mode and contact nanoprocessing of the defective area is performed. We presented techniques to grow boron-doped single crystals diamond for STM tips/cutters. To determine the optimal level of boron content in the diamond tip/cutter of the combined STM, the reliably measured values ​​of the tunneling current were analyzed at the maximum bias for tunneling and the minimum possible tunneling gap in the STM tip system. It is found that diamonds with a charge carrier concentration of at least 8×1010 cm-3, that corresponds to a boron concentration in diamond ≈100 ppm, should be used during finishing and profilometry of silicon surface, and boron concentration in diamond tip should be at the level of ≈10 ppm during processing and scanning of metal surface.
publisher Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
publishDate 2020
url http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/160
work_keys_str_mv AT gruškoví scanningtunnelingmicroscopywithborondopeddiamondtipforinsituprofilometryandfinishingindiamondmicroturningmachines
AT míckevičêí scanningtunnelingmicroscopywithborondopeddiamondtipforinsituprofilometryandfinishingindiamondmicroturningmachines
AT lisakovsʹkijvv scanningtunnelingmicroscopywithborondopeddiamondtipforinsituprofilometryandfinishingindiamondmicroturningmachines
AT kírêvam scanningtunnelingmicroscopywithborondopeddiamondtipforinsituprofilometryandfinishingindiamondmicroturningmachines
AT lisenkoog scanningtunnelingmicroscopywithborondopeddiamondtipforinsituprofilometryandfinishingindiamondmicroturningmachines
AT gruškoví ckanuniruûŝaâtunnelʹnaâmikroskopiâslegirovannymboromalmaznymostriemdlâinsituprofilometriiifinišnojotdelkavstankahalmaznogomikrotočeniâ
AT míckevičêí ckanuniruûŝaâtunnelʹnaâmikroskopiâslegirovannymboromalmaznymostriemdlâinsituprofilometriiifinišnojotdelkavstankahalmaznogomikrotočeniâ
AT lisakovsʹkijvv ckanuniruûŝaâtunnelʹnaâmikroskopiâslegirovannymboromalmaznymostriemdlâinsituprofilometriiifinišnojotdelkavstankahalmaznogomikrotočeniâ
AT kírêvam ckanuniruûŝaâtunnelʹnaâmikroskopiâslegirovannymboromalmaznymostriemdlâinsituprofilometriiifinišnojotdelkavstankahalmaznogomikrotočeniâ
AT lisenkoog ckanuniruûŝaâtunnelʹnaâmikroskopiâslegirovannymboromalmaznymostriemdlâinsituprofilometriiifinišnojotdelkavstankahalmaznogomikrotočeniâ
AT gruškoví ckanuvalʹnatunelʹnamíkroskopíâzlegovanimboromalmaznimvístrâmdlâinsituprofílometríítafíníšnoíobrobkivstankahalmaznogomíkrotočínnâ
AT míckevičêí ckanuvalʹnatunelʹnamíkroskopíâzlegovanimboromalmaznimvístrâmdlâinsituprofílometríítafíníšnoíobrobkivstankahalmaznogomíkrotočínnâ
AT lisakovsʹkijvv ckanuvalʹnatunelʹnamíkroskopíâzlegovanimboromalmaznimvístrâmdlâinsituprofílometríítafíníšnoíobrobkivstankahalmaznogomíkrotočínnâ
AT kírêvam ckanuvalʹnatunelʹnamíkroskopíâzlegovanimboromalmaznimvístrâmdlâinsituprofílometríítafíníšnoíobrobkivstankahalmaznogomíkrotočínnâ
AT lisenkoog ckanuvalʹnatunelʹnamíkroskopíâzlegovanimboromalmaznimvístrâmdlâinsituprofílometríítafíníšnoíobrobkivstankahalmaznogomíkrotočínnâ
first_indexed 2025-09-24T17:41:51Z
last_indexed 2025-09-24T17:41:51Z
_version_ 1850410037542912000
spelling oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-1602020-11-02T07:52:25Z SCANNING TUNNELING MICROSCOPY WITH BORON-DOPED DIAMOND TIP FOR IN-SITU PROFILOMETRY AND FINISHING IN DIAMOND MICRO-TURNING MACHINES CКАНУНИРУЮЩАЯ ТУННЕЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ С ЛЕГИРОВАННЫМ БОРОМ АЛМАЗНЫМ ОСТРИЕМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФИЛОМЕТРИИ И ФИНИШНОЙ ОТДЕЛКА В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МИКРОТОЧЕНИЯ CКАНУВАЛЬНА ТУНЕЛЬНА МІКРОСКОПІЯ З ЛЕГОВАНИМ БОРОМ АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ ДЛЯ IN-SITU ПРОФІЛОМЕТРІЇ ТА ФІНІШНОЇ ОБРОБКИ В СТАНКАХ АЛМАЗНОГО МІКРОТОЧІННЯ Грушко, В.І Міцкевич, Є.І. Лисаковський, В.В. Кір’єв, А.М. Лисенко, О.Г. diamond micro-turning, scanning tunneling microscopy, boron-doped diamond алмазное микроточение, сканирующая туннельная микроскопия, легированные бором алмаз алмазне мікроточіння, сканувальна тунельна мікроскопія, легований бором алмаз The development of diamond micro-turning methods to improve the quality of micro- and nano-dimensional characteristics of parts is critical for many areas of optics, electronics, space technology, nanotechnology and others. The main problems of the existing methods of diamond micro-turning are the processing of the center of the part and the need to extract the part from the machine for nanoscale evaluation of surface quality. To solve these problems, we have proposed a new scheme for combining scanning tunneling microscopy (STM) with boron-doped diamond tip/cutter and a diamond micro-turning machine. After the standard diamond turning procedure, the STM performs a linear scan of the part surface in several diagonal directions with the stationary part. When defective areas are detected, a quick non-raster scanning procedure of the defective area is performed at a constant height mode and contact nanoprocessing of the defective area is performed. We presented techniques to grow boron-doped single crystals diamond for STM tips/cutters. To determine the optimal level of boron content in the diamond tip/cutter of the combined STM, the reliably measured values ​​of the tunneling current were analyzed at the maximum bias for tunneling and the minimum possible tunneling gap in the STM tip system. It is found that diamonds with a charge carrier concentration of at least 8×1010 cm-3, that corresponds to a boron concentration in diamond ≈100 ppm, should be used during finishing and profilometry of silicon surface, and boron concentration in diamond tip should be at the level of ≈10 ppm during processing and scanning of metal surface. Развитие методов алмазного микроточения с целью повышения качества микро- и нано-размерных деталей критически важно для многих направлений оптики, электроники, космической техники, нанотехнологии и др. Основными проблемами существующих методов алмазного микроточиння является обработка центра детали и необходимость изъятия детали из станка для наноразмерной оценки ее качества. Для решения этих проблем мы предложили новую схему сочетания сканирующей туннельной микроскопии (STM) с легированным бором алмазным острием и станком для алмазного микроточения. После стандартной процедуры точения, STM проводит линейное сканирование поверхности детали в нескольких диагональных направлениях при неподвижной детали. При обнаружении дефектных участков выполняется быстрая процедура не растрового сканирования дефектного участка в режиме постоянной высоты и проводится наноконтактная обработка дефектного участка с последующим повторным сканированием. Мы представили методики выращивания легированных бором монокристаллов алмаза для острия/резца STM. Для определения оптимального уровня содержания бора в алмазном острие/резце комбинированного STM анализировались достоверно-измеряемые значения туннельного тока при максимальном для туннелирования напряжении смещения и минимально возможном туннельном зазоре в системе «острие-образец» STM. Установлено, что при финишной обработке и профилометрии поверхности кремния следует использовать алмазы с концентрацией носителей зарядов не менее 8×1010 cm-3, что соответствует концентрации бора в алмазе ≈100 ppm, а при обработке и сканированию поверхности металлов концентрация бора в алмазном острие должна быть на уровне ≈10 ppm. Розвиток методів алмазного мікроточіння з метою підвищення якості мікро- та нано-розмірних деталей критично важливий для багатьох напрямків оптики, електроніки, космічної техніки, нанотехнології та ін. Основними проблемами існуючих методів алмазного мікроточіння є обробка центру деталі та необхідність вилучення деталі з верстату для нанорозмірної оцінки її якості. Для вирішення цих проблем ми запропонували нову схему поєднання сканувальної тунельної мікроскопії (STM) з легованим бором алмазним вістрям/різцем та верстатом для алмазного мікроточіння. Після стандартної процедури точіння, STM виконує лінійне сканування поверхні деталі в декількох діагональних напрямках при нерухомій деталі. При виявленні дефектних ділянок, проводиться швидка процедура нерастрового сканування дефектної ділянки в режимі постійної висоти і виконується наноконтактна обробка дефектної ділянки з подальшим повторним скануванням. Ми представили методики вирощування легованих бором монокристалів алмазу для вістрь/різців STM. Для визначення оптимального рівня вмісту бору у алмазному вістрі/різці комбінованого STM аналізувалися достовірно-вимірювані значення тунельного струму при максимальній для тунелювання напрузі зсуву і мінімально-можливому тунельному зазорі в системі «вістря-зразок» STM. Встановлено, що при фінішній обробці і профілометрії поверхні кремнію слід використовувати алмази з концентрацією носіїв зарядів не менше 8×1010 cm-3, що відповідає концентрації бору в алмазі ≈100 ppm, а при обробці та скануванню поверхні металів концентрація бору в алмазному вістрі повинна бути на рівні ≈10 ppm. Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2020-09-25 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/160 Інструментальне матеріалознавство; Том 23 № 1 (2020): Інструментальне матеріалознавство; 304-312 Инструментальное материаловедение; Том 23 № 1 (2020): Инструментальное материаловедение; 304-312 Tooling materials science; Vol 23 No 1 (2020): Tooling materials science; 304-312 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/160/152 Авторське право (c) 2020 Інструментальне матеріалознавство

Схожі ресурси