Микроскоп SZX10: высокотехнологичное лабораторное оборудование

Для точной установки и перемещения микроустройств применяются вакуумные манипуляторы, способные работать с плоскими объектами. Для схватывания продолговатых объектов обычно выбирают кулачковый зажим. Однако микрометровый размер объектов делает их перемещение более трудной задачей. На таком масштабе силы адгезии превышают гравитационные силы, что создает трудности при высвобождении захваченного объекта. Общепринятая технология, применяемая для преодоления этой проблемы, основана на электростатическом взаимодействии гребнеобразных кремниевых структур. Новая технология, основанная на использовании сплавов с памятью формы (SMA), - новейшее изобретение в области MEMS, позволяющее серийно изготовлять микрозахваты. Эти микрозахваты способны удерживать волокна толщиной всего несколько десятков микрометров в определенном положении, используя при этом всего три «микропальца».

Изображение слева получено при помощи объектива SDFPLAPO1X , установленного на микроскоп SZX16 . На нем показаны три «пальца» микрозахвата на основе SMA-технологии, удерживающие волокно толщиной 35 мкм. Два крайних «пальца», удерживающие волокно снизу, являются статическими. Они изготовлены из кремния. Средний «палец» изготовлен из тонкопленочного композита, напыленного при помощи магнетрона постоянного тока и сформированного методом фотолитографии. Композит состоит из сплава с памятью формы (SMA) и подложки с переменным коэффициентом теплового расширения. Микрозахват программируется благодаря термической обработке при 600 °C..

Устройства IDC имеют чувствительный электрод, а также электрод сравнения. Чувствительный элемент, изображенный на рисунке, состоит из трех золотых электрода, отстоящих друг от друга всего на 1.1 мкм. Микроскоп Olympus SZX16 с применением темнопольного освещения позволяет ясно различить зазор между электродами. Эти возможности микроскопа SZX16 являются уникальными. Чувствительные электроды способны распознавать небольшие молекулы, присоединяющиеся к ним, благодаря изменениям диэлектрических свойств, и, таким образом, выявлять взаимодействия, например, между белками на поверхности клеточной мембраны с определенными молекулами. Электроды сравнения гораздо крупнее (разделены расстоянием 10 мкм). Благодаря уменьшенному по сравнению с чувствительными электродами отношению поверхности к объему, электроды сравнения приспособлены для контроля более значительных изменений в окружающей среде, например, изменений объемной концентрации ионов. Поэтому фоновые эффекты изменения окружающей среды могут быть учтены в процессе измерений, что делает результаты намного более надежными. Наиболее трудной задачей, связанной с использованием таких миниатюрных электродов, является управление параметрами их изготовления, чтобы минимизировать отклонения размеров и улучшить их воспроизводимость.