НОВОСИБИРСК, 30 ноя - РИА Новости, Мария Роговая. Сибирские физики для аттестации и калибровки микроскопов с нанометровым разрешением создали вещественные эталоны длины в один нанометр, обладающие погрешностью в десять раз меньшей, чем у существующих аналогов, сообщил РИА Новости замдиректора Института физики полупроводников СО РАН Александр Латышев.
Комплект из шести таких эталонов (мер) прошел испытания и утвержден Росстандартом как средство измерений.
По словам собеседника агентства, существующий вещественный эталон TGS1 длины в 20 нанометров с погрешностью полнанометра (или 5 ангстрем) и утвержденный в немецком метрологическом институте (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), не дает нужной точности измерений при изучении объектов нанометрового и меньшего размеров.
"Такой уровень погрешности не допустим, например, при исследовании молекул ДНК, поскольку регистрируемый диаметр витка спирали молекулы ДНК, в зависимости от ее состояния, может составлять от 0,3 до двух нанометров. Определить ее размер с высокой точностью нужно, в частности, при изучении способности ДНК проникать в клетку в компактизованном (свернутом в клубок) состоянии", - сообщил ученый.
Такая же проблема, по словам Латышева, существует при исследовании каталитической активности частиц золота размером около трех нанометров и при ряде других работ - например, при диагностике полупроводниковых наноразмерных элементов, электрофизические свойства которых сильно меняются даже при малом изменении размеров.
"Новые эталоны, разработанные и созданные в нашей лаборатории, позволяют измерить структуру с точностью 0,5 ангстрем, делая возможными все перечисленные высокоточные измерения", - отметил ученый.
Чтобы изготовить наноразмерные эталоны, ученые освоили технологию получения кристаллов кремния с идеально гладкой поверхностью, где ни один атом не выступает над плоскостью. Поскольку толщина атомного слоя кремния равна 0,314 нанометра, исследователи получили высокоточный измерительный инструмент. Каждый эталон содержит ступени кристалла с разным, точно заданным количеством атомных слоев, что, например, дает ошибку менее 0,5 ангстрем при измерении высоты в 30 нанометров.
Ученый уточнил, что калибровка микроскопов по новым эталонам, помимо прочего, исключает разницу в измерениях не только на оборудовании разных производителей, но и на одном и том же микроскопе - при различных атмосферном давлении, электромагнитном поле, температуре и влажности.
С декабря утвержденный эталон можно использовать для калибровки сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ), выпускаемых одним из ведущих мировых разработчиков оборудования для сканирующей зондовой микроскопии - компанией НТ-МДТ из Зеленограда, сообщил РИА Новости генеральный директор компании Виктор Быков.
"Сканирующий зондовый микроскоп, как любое средство измерения, должен быть откалиброван и регулярно проходить процедуру поверки", - пояснил он.
По словам Быкова, сложность состоит в том, что в случае СЗМ исследователи имеют дело со столь малыми величинами, что найти адекватный эталон для них - задача не из легких.
"Атомарные ступени на кремнии могут служить отличным тест-обьектом: во-первых, эта система достаточно устойчива к изменению внешних условий, а, во-вторых, она нацелена на калибровку прибора в вертикальном направлении (мы измеряем перепад высот между двумя атомарными слоями). При таком измерении результат практически не зависит от формы зонда, то есть, такой эталонный образец позволяет откалибровать именно параметры самого прибора. К слову, мы уже давно сотрудничаем с ИФП СО РАН. Регистрация эталонного образца в Росстандарте - важный и очень нужный шаг на пути развития высокоточных измерений", - сказал Быков.
