アキ・アルテック株式会社情報「クロッケ・ナノテクニック社の詳細」
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最終更新 : 2009年9月
クロッケ・ナノテクニック社はアーヘン市の中心から南へ約8kmのパスカル通り工業地域にあります。
以前訪問した時と同じ場所で同じ建物ですが、占用面積が大きくなりSEMデモ用ラボなどもあります。左の写真は社長のクロッケ博士で、右の写真が会社の外観です。下の写真がデモ用ラボ内のTESCAN高解像度ショットキーFE SEM MIRAで4式のクロッケ・ナノテクニック社ナノロボティクスが組み込まれ加工、クリーニング、測定などオールマイティで動かす事ができます。デモもやってくれるとのことです。
最初の三次元SEM / FIBでSEM / FIBの計測機能が以下の測定を可能にし三次元に拡大されました。   サンプル高さやステップ高さ   軸に沿った直線スキャン   3次元行路に沿った直線スキャン   内側及び外側の輪郭形状   三次元表面性状トポグラフィ   上述の直線スキャンの粗さパラメータ計算   3Dトポグラフィ、穴や側壁の輪郭や粗さ
左のTESCAN用小リーフレットの日本語版が出来ました。ご請求はE-mailにてお願いします。
クロッケ・ナノテクニック社ホームページ
クロッケ・ナノテクニック社2D/3Dナノフィンガ専用ホームページ
最終更新 : 2007年3月 (一部変更2008年7月)
2007年3月 特殊ナノモータは大手研究所へ、ナノマニピュレータは国立大学へ納品
大手電気メーカの研究所からSTMのZ軸制御用にPID制御ボード付きの大型ナノモータを昨年秋に受注して今年2月に納品しました。ナノマニピュレータはクロッケ・ナノテクニック社開発のナノロボティックス・シリーズ製品で従来の古典的機械工学と現代のナノテクノロジ間のブリッジの役目をしています。この製品は2つの技術:ナノメートル分解能でバックラッシュなしの動きとセンチメートル単位のストロークで数kgの耐荷重という利点を混在させたものです。このユニークなナノロボティックス・シリーズは世界中で200セット以上が単体であるいは他の構成要素と組み合わされたアプリケーションで使用されています。それらは「Dimensional SEM/FIB」「e-beam Lithograpy stages」「Wafer Probing Systems」「In SEM Field-emission」「Automatic TEM lamella handling」「SPM Lithographer」「Microassembly starter kit」などなどです。それ以外のアプリケーションでも使用されていますが、文献にて発表されている以外は秘密扱いでまだ全てをオープンにはできません。 日本では従来ナノモータは電子顕微鏡メーカへのマニピュレータを除けば、独立行政法人や大学・大学院などで電子顕微鏡へ組込んでの単体使用が多かったのですが、今回このナノロボティックス・シリーズのXYZ3軸制御ナノマニピュレータが国立大学法人に2月に納入されました。どのようなアプリケーションにて使用されるか注目です。下記3つのテーブルを組合わせ上のXYZナノマニピュレータに発展させる事が可能です。
2007年3月 クロッケ・ナノテクニック社2D/3Dナノフィンガ用専用ウエブサイトをオープン
クロッケ・ナノテクニック社ホームページ
クロッケ・ナノテクニック社2D/3Dナノフィンガ専用ホームページ
最終更新 : 2003年12月
2003年11月末にドイツの4社クロッケ・ナノテクニック社、ラムブレヒト社、カッパ社及びナノツールズ社を訪問してきました。非常に有意義な話し合いを持つことが出来て顧客とのさらなるサポートを充実させていきたいと考えます。
クロッケ・ナノテクニック社日本ではナノテクノロジー技術、特に極低温の電子顕微鏡下で使うエレメントに最適な物がなく、現在はクロッケ・ナノテクニック社のナノモータ®が一部の研究者により用いられています。ただ単体での使用はかなりノーハウが必要でこの勉強を兼ねて、ベルギーとの国境も近くまたアウトバーン出口そばのアーヘン郊外の工業団地の一角にあるクロッケ・ナノテクニック社を訪問してきました。
玄関脇の見本市用のパネルを前に右から クロッケ博士 ローゼンベルガ博士 ケーニヒスさん(工学修士)
クロッケ博士のお話では主流はNMTモジュールの使用がかなり多くなっているとのことです。製品が使いやすくなっていることが理由です。出荷チェックもPMS付き(位置決め装置付き)NMTステージが行われておりました。これは縦横どの位置でも使用できる自由度があり微細送りから高速送りまで非常に快適に動いておりました。 なおナノモータ単体での使用上の注意点を実際に試し、ライフタイム関連の資料もいただいてきました。弊社もできればモジュールやシステムの販売を優先的にしたいと考えますが、困っている研究者のお手伝いも欠かせないことをメーカには伝えてきました。
技術資料(ナノモータのライフタイムについて)のご請求はE-mailにてお願いします
クロッケ・ナノテクニック社ホームページ
最終更新 : 2003年9月
Klocke Nanotechnik社製品リスト
"マイクロテクノロジからナノテクノロジへのステップは1000分の1のサイズ以上の何かを必要とします。もしナノメートルの世界であなたが正確に動こうとしたら完全に証明された技術をもってしてもあなたは成功しないでしょう。"......ドイツHadelsblatt新聞から
ナノテクノロジ及びバイオテクノロジなどご興味のある研究者は… マイクロテクノロジやナノテクノロジでは非常に微小な物が見られなければいけません。電子顕微鏡をお持ちでしたらその限られたチャンバ内で使うナノマニピュレータ(超高真空や極低温でも使用可能)は必ずお役に立ちます。そして電子顕微鏡を観測・分析の装置から加工装置に変えていきます。あるいは電子顕微鏡をお持ちでなくても考慮中のパーツをお考えでしたらマイクロ組立やマイクロ製造技術でご相談ください。きっとお役にたちます。 最初にナノモータついて概略を知りたい方はここをクリックしてください。
Klocke Nanotechnik社のナノモータ®を基本製品としてナノロボティックス用構成部品(クローズドループ)が標準化され、ナノモータの制御もネットワークコントローラで簡単に行えます。以上の構成部品を駆使して顧客に解決策を与えた沢山のシステム(アプリケーション)も用意できています。
製品一覧表
構成部品 | 基本製品"ナノモータ" 基本製品"テーブル" 基本製品"グリッパ" 基本製品"マニピュレータ" 基本製品"ミニSTM" |
ナノロボティックス | 基本製品"NMTテーブル" "位置決めテーブル" 基本製品"NMGグリッパ" "XYZマニピュレータ" "フォースフィードバック付きマニピュレータ" |
電子制御 | 基本製品"ネットワークコントローラ(NWC)" 基本製品"高電圧増幅器" |
マイクロ製造システム | "マイクロ組立ステージ" "マイクロ製造システム" |
走査型プローブ顕微鏡(SPM) | "スキャニングプローブヘッド" "ミニXYZマニピュレータスキャニングプローブヘッド" "ツールとしてのナノハンマ" |
電子顕微鏡用ナノロボティックス | "ナノロボティックスマニピュレータ" "ウェハープロービングマニピュレータ" "加工用(罫書きその他)マニピュレータ" "TEM用試料作製マニピュレータ" |
構成部品 |
基本製品"ナノモータ"
| 標準品は3種類 小型ナノモータNMS 長型ナノモータNML 大型ナノモータNMB オプション 1. 2本目のキャリアチューブ追加 2. Non-magneticとかUHV(10-12hP)とかLT(4.4K)等の条件の組合せ 3. キャリアチューブに電圧を与える場合の内部絶縁 4. STM機能例えばトンネル電流用ワイアの引き出し
以上条件はいろいろな組合せが可能です。
ナノモータ |
基本製品"テーブル"
| ナノロボティックス用にはNMTテーブルがありますが、そのように頑丈でなくかつ設置スペースも限られている場合オープンフレームのこのテーブルは最適です。2個の小型ナノモータで駆動されるこのテーブルは45x45x5.5mmサイズでストロークは5mm、大型ナノモータ使用で67x67x9mmサイズで10mmです。2台のこのテーブルを組み合わせれば真中に20x20mmのフリー空間ができますので透過型光学顕微鏡のXYテーブルとして使用できます。適用例としてカールツアイス社光学顕微鏡"Axiovert"に組み込んだこともあります。 |
基本製品"グリッパ"
| マイクロアッセンブリは高精度グリッパを使用してのみ可能です。どのように微細な部品でも掴むときにその力が微妙に増大できるようにしました。標準品はプレーナグリッパで小型ナノモータを組み込んだNMG-Sと大型ナノモータを組み込んだNMG-Bがあります。前者のストロークは0.7mmグリップ力は20mN、後者はそれぞれ1.5mmと150mNです。
マイクログリッパ |
基本製品"マニピュレータ"
| ナノマニピュレータは小型ナノモータを4個使用して作られたXY軸用独立したティルティング機構と大型ナノモータ1個をZ方向に使用しています。分解能は1nmでストロークは5x5x19mmです。大きさはハウジング直径25mm長さは48mmです。
ナノマニピュレータ 走査型電子顕微鏡用マニピュレータ |
基本製品"ミニSTM"
| 防振台を使わずに原子単位の分解能を持つ超小型走査型トンネル顕微鏡(STM)です。これは市販されている中で世界最小のSTMで、試料はピエゾスキャニングチューブ(XY軸)の上端に取り付けられた3個の剛球上に置かれます。チューブの真中にZ軸用にナノモータを使ったスキャニングチップが配置され、外部振動には鈍感に作られ特別の防振台を用意しなくても原子像がとれます。
走査型プローブ顕微鏡 |
ナノ ロボティックス |
基本製品"NMTテーブル"
"位置決めテーブル"
| できるだけ小さい寸法で大きなストロークを持つ新しい電動テーブルです。 駆動はクロッケ・ナノテクニック社のナノモータで負荷はマイクロローラテーブルです。 このため分解能10nmで最大で2kgまでの負荷がとれます。駆動方向は水平(10-70mmストローク)又は垂直(ストロークは10-20mm)方向で各種の大きさがそろっています。
NMTモジュール   ナノモータ位置決めシステム
NMTモジュールを使って、バックラッシュなしに独立した自由度をもつテーブルを作れます。なおNMTモジュールには分解能10nmの位置検出システムもそのままの大きさで内蔵できます。 リニアシステムからナノロボティックス領域で新しいアプリケーションが広がります。
nm精度の位置決め(Schneeberger2000) |
基本製品"NMGグリッパ"
| NMGグリッパはNMTモジュールとグリッパを組合わせたもので、単独使用ではなくマニピュレータや位置決め装置と組合わせて、ハンドリングや組み立て工程等に使用されます。もちろんナノモータによる駆動ですから同じ制御系やソフトウエアが使われます。
マイクロ製造技術用ナノロボット工学 |
"XYZマニピュレータ"
| 3個の超小型リニアステージを応用し、お互いに直行駆動で動きが独立しているXYZマニピュレータが作られます。NMTモジュールの組合せでいろいろなストロークのものができます。もちろん分解能10nmの位置検出システムも付加でき絶対値表示も可能です。
走査型電子顕微鏡用マニピュレータ |
"フォースフィードバック付き マニピュレータ"
| 3台のNMTモジュールを組合せ3次元に動くことができるXYZステージ、ツール及び加圧力フォースセンサを取付け、フィードバック装置で制御すればジョイスティックで制御できる下向き作業のツールができます。ティップに与えられた力はダイアモンド表面に刻印をあたえるほど強力です。
フォースフィードバック付きナノマニピュレーション |
電子制御 |
基本製品"ネットワークコントローラ (NWC)"
基本製品"高電圧増幅器"
| ナノモータを応用した全ての製品はイーサネット制御により4チャンネルナノモータコントロール用のネットワークコントローラで、標準ソフトウエアで制御できます。オプションで位置検出システムもNWCに入力できます。
高電圧増幅器は例えばナノモータをLT(極低温4.4K)にて使用する場合のドライバでSPMアプリケーションには最適です。
ナノモータ制御電子回路 |
マイクロ製造 システム |
"マイクロ組立ステージ"
| 幅80µmx高さ35µmで、大きさ2000µmの半導体電子デバイス(テラヘルツ周波数ミキサ)の組み立てに使用されました。駆動用ナノモータにはフォースリミットを付加しデバイスを安全にグリップできるようにしました。
ナノメートル精度のマイクロ組立 ナノメトル単位の組立と校正 |
"小型XYステージの マイクロ製造システム"
"大型XYステージの マイクロ製造システム"
| Klocke Nanotechinik社とそのパートナとで開発したマイクロ製造システムはナノテクノロジと従来の機械工学間の橋渡しをし、両技術の長所を取り込み原子単位の分解能でバックラッシュなしの動きと大きなストローク、さらにkgにおよぶ負荷が特長です。ナノロボティックスモジュールは組合せの自由度と50nm以下の繰り返し精度が提供できます。この値は従来のサブミクロン領域をはるかに越える良い値です。NMTモジュールで構成されているマイクロ組立ステージから始まって、例えば接着用ディスペンサつきなどの各種追加機能を付加すればシステムはさらに拡張されます。現在XYステージが小型の100x100mmと大型の350x350mmの2種が用意されてあります。またビジョンシステムも組み込んでパターン認識も行えます。マイクロ製造システムは新しい高分解能の製造プロセスの開発を導くでしょう。
マイクロ製造技術用ナノロボット工学 クロ分野での接着・接合 ビジョンシステム:パターン認識と品質管理 |
走査型 プローブ 顕微鏡(SPM) |
"電子顕微鏡用 スキャニングプローブヘッド"
"電子顕微鏡用 ミニXYZマニピュレータ スキャニングヘッド"
| STM、AFM、MO-SNOMなど走査型プローブ顕微鏡(SPM)の基本となるスキャニングプローブヘッドも提供できます。XY方向には20µmx20µmのピエゾチューブを用い、Zアプローチにはピエゾチューブ内にナノモータを組み込み、ストローク20mmで微調整範囲は1µmで1nm以下の分解能です。いまや電子顕微鏡内のスキャニングプローブヘッドは分析ティップから加工するツールあるいは表面を修正するツールへと目的が変わってきています。
電子顕微鏡用スキャニングプローブヘッド
小型XYZマニピュレータでNMTモジュールのXYステージにナノモータをZ軸として取り付けました。この装置は直径30mmのチューブ内に組み込みことができ、かつ4x4mmのストロークを有しています。この直交マニピュレータは特にLTアプリケーション用に開発されました。 |
"ツールとしてのSPM ナンハンマ"
| 走査型電子顕微鏡(SPM)は表面のイメージを表すだけでなく、そのティップで表面を処理したりナノ構造を作ることにも使われます。フレキシブルアームにセットされてある標準のカンチレバーチップは微小なフォースを与えることができます。ピエゾチューブスキャナが試料面と平行なXYの動きを、このスキャナ内に組込まれたナノモータによってチップのZ方向の動きが行われます。ツール下の試料台は小型ナノロボティックスXYステージです。剪断力センサ組込みでそのフォースリミットはナノモータの0.3-0.35Nで定義されますので、標準的なSPMカンチレバーに与えられている最大フォース約0.3mNは、SPMの剪断力のフォースリミットは約1000倍となります。
ツールとしての走査型電子顕微鏡用、ナノハンマ |
電子顕微鏡用 ナノ ロボティックス |
"ナノロボティックス マニピュレータ"
| 電子顕微鏡やイオン顕微鏡(FIB)は非常に広いアプリケーション範囲を持っています。Klocke Nanotechinik社のナノロボティックスマニピュレータはこの目標とされる仕様及び分解能にマッチし、さらにマニピュレータを効果的に使うアクセサリセットが沢山用意してあります。もし電子顕微鏡に未使用のフランジがあり、チャンバはすでに装置で一杯だがなどと問題をかかえている場合にはぜひご相談ください。設計から各種の解決策をコンプリートシステムとして提供できます。
全ての電子顕微鏡にナノロボティックスマニピュレータ ナノロボティックスマニピュレータの取り使いに関して |
"ウェハープロービング マニピュレータ"
"ウェハーの線に触っている 電導性カンチレバーティップ"
| ウェハーの構造は電子顕微鏡でしか観察できません。そして通常は2種類しか使われません。原子力間顕微鏡(AFM)をウェハープローバに拡張したものか、またはウェハープローバのついた走査型電子顕微鏡(SEM)です。AFMは二次元構造の解析はできませんし、スキャニング範囲は20x20µmで、試料の位置探しが大変です。SEMは数平方cmから数平方nmまで数秒でズーミングできます。しかもSEMはどのような種類の構造でも可視化できます。そのためSEMが最善の選択です。しかし高精度SEMは不要です、古いSEMでもこのマニピュレータを組み込むことは可能です。
電子顕微鏡用ウェハープローブシステム ウェハープローバのようなナノロボティックスカニピュレータのSEMによる測定 |
"電子顕微鏡内での 加工用マニピュレータ"
| ドイツ カールツアイスグループの電子顕微鏡の専門会社LEO社ではその全種の走査型電子顕微鏡にKlocke Nanotrchnik社のコンパクトなナノマニピュレータを組込み分析から材料加工システムへと電子顕微鏡の可能性を大きく広げました。電子顕微鏡チャンバ内の試料台の方向を向いて、ドアに追加して付加したナノマニピュレータがドアを閉めればSEMとこのナノマニピュレータで強力なワークベンチになります。
LEO社電子顕微鏡内での...材料の加工 |
"マニピュレータによる TEM用試料作製準備"
"マニピュレータにより折り ピックアップしている所"
| 300mmウェハーでサブミクロン以下の欠陥が問題とされる半導体業界ではSEMによる表面のみの解析では限界に達し、高密度集積回路の場合には高解像度の透過型電子顕微鏡M(TEM)による内部欠陥の診断が多くなってきました。しかしTEMでは電子が透過できるような試料を作製するには専門家による複雑な技術が必要です。それにはウェハーやLSIから電子的に透明なラメラ切除しなければなりません。最近ではFIBを用い欠陥の表面を観察しながら物理的イオンスパッタリングで除去しラメラを準備します。後はナノマニピュレータがそれを折りピックアップして試料ホルダに入れます。
透過型電子顕微鏡(TEM)用試料作製準備 |
  上記下線のタイトルは全てPDFファイルが用意されてありますので、E-メイルにてタイトル名を言ってお申込み下さい。
電子顕微鏡関連のナノマニピュレータに関して疑問をお持ちの方へ! 何でも結構です。弊社へ、又は英語でしたら直接ドイツのクロッケ・ナノテクニック社までご連絡いただいても結構です。 ご質問をお待ちしております。必ず解決策が見つかります。
クロッケ・ナノテクニック社への英語のご質問はこちら!
弊社への日本語のご質問はこちら!
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最終更新 : 2003年7月
2003年3月 Klocke Nanotechnik社ホームページを更新
クロッケ・ナノテクニック社ホームページ更新 ドイツ クロッケ・ナノテクニック社は2003年3月ホームページを更新し、新しい情報を盛り込みました。 "ピエゾ駆動のリニアモータはさらに進歩しました: マイクロテクノロジからナノテクノロジへのステップは、1000分の1のサイズ縮小以上の何かを必要とします。もしナノメートルの世界であなたが正確に動こうとしたら完全に証明された技術をもってしてはあなたは成功しないでしょう。"......Handelsblatt新聞から
ビジネスターゲット ドイツ クロッケ・ナノテクニック社は10年以上に及ぶ経験と各種の異なったシステムの開発で、従来の標準基本製品の分野から"構成部品"と新しく"システム"にビジネスターゲットを分けました。既に有名になったナノモータ製品を前者にしてナノモータとナノロボティックスで問題解決を計ったシステムを後者にしました。完全に分けられませんが以下のように大まかに区別しました。それぞれ日本語の資料もそろっています。
左から各種構成部品、マイクロ製造システムです。
ナノテクノロジ及びバイオテクノロジなどご興味のある研究者は… マイクロテクノロジやナノテクノロジでは非常に微小な物が見られなければいけません。電子顕微鏡をお持ちでしたらその限られたチャンバ内で使うナノマニピュレータ(超高真空や極低温でも使用可能)は必ずお役に立ちます。そして電子顕微鏡を観測・分析の装置から加工装置に変えていきます。あるいは電子顕微鏡はお持ちでなくても考慮中のパーツをお考えでしたらマイクロ組立やマイクロ製造技術でご相談ください。きっとお役にたちます。
クロッケ・ナノテクニック社ホームページ
以下はアイテムごとにまとめた日本語資料一覧(PDFファイル)です。
構成部品 (1)基本製品
ナノモータ
ナノモータ
原子単位の精度でミリメートル単位の移動量(F&M 96).....一般的な資料
ナノメートル世界で動くこと(MSTニュース99).....一般的な資料
ナノメートル世界で動くこと(Springer 2002).....一般的な資料
マイクロ製造技術用ナノロボット工学(SPIE 2002).....一般的な資料(マイクロ製造技術)、重複(1)
テーブル
nm精度の位置決め(Schneeberger 2000).....重複(2)
試料ステージ.....重複(3)
マニピュレータ
走査型電子顕微鏡用マニピュレータ.....重複(4)
ナノマニピュレータ
<>液滴取り扱い用ナノモータ(Innovation 99)
グリッパ
マイクログリッパ.....重複(5)
STM
走査型プローブ顕微鏡.....重複(6)
構成部品 (2)ナノロボット工学
NMT位置決めテーブル
NMTモジュール
nm精度の位置決め(Schneeberger 2000).....重複(2)
位置決めシステム
試料ステージ.....重複(3)
走査型電子顕微鏡用マニピュレータ.....重複(4)
NMGグリッパ
マイクログリッパ.....重複(5)
XYZマニピュレータ
走査型電子顕微鏡用マニピュレータ.....重複(4)
ウェアファプローバのようなナノロボットマニピュレータのSEMによる測定.....重複(7)
ナノロボティクスマニピュレータ.....重複(8)
フォースフィードバックマニピュレータ
フォースフィードバック付きナノマニピュレーション
マイクロ組立ステージ
ナノメートル精度のマイクロ組立(KOSMA)
ナノメートル単位の組立と校正(S&H)
構成部品 (3)電子制御
NWCネットワークコントローラ
ナノモータ制御電子回路(位置測定も含む)
システム (1)マイクロ製造システム
マイクロ製造システム.....マイクロ製造技術
マイクロ分野での接着接合
ビジョンシステム"パターン認識と品質管理"
マイクロ製造技術用ナノロボット工学(SPIE 2002).....一般的な資料(マイクロ製造技術)、重複(1)
システム (2)電子顕微鏡やイオン顕微鏡用のナノロボット工学
すべての顕微鏡にナノロボティクマニピュレータ.....電子顕微鏡関連者必見
走査型プローブ顕微鏡.....重複(6)
電子顕微鏡用ウェハープローブシステム
ウェハープローバのようなナノロボットマニピュレータのSEMによる測定.....重複(7)
ナノロボティクスマニピュレータ.....重複(8)
電子顕微鏡内…での材料の加工(LEO)
透過型電子顕微鏡用試料作製準備(Fraunhofer)
ツールとしての走査型顕微鏡"ナノハンマ"
システム (3)走査型プローブ顕微鏡
走査型プローブ顕微鏡.....重複(6)
電子顕微鏡用スキャニングプローブヘッド
  上記下線のタイトルは全てPDFファイルが用意されてありますので、E-メイルにてタイトル名を言ってお申込み下さい。
日本での納入実績 ナノモータとコントローラを一般的使用に名古屋大学大学院、電子顕微鏡関連では大阪大学超高圧電子顕微鏡センタ、東京工業大学大学院、(独)物質・材料研究機構、東京理科大学と受注・納入済みで、ここにきて大学や官庁研究機関を問わずすでに電子顕微鏡をお持ちの会社からマニピュレータ関連でさらに引き合いが増えています。クロッケ・ナノテクニック社オリジナルのマニピュレータも光学メーカに納入しました。メーカ直接ではすでにJEOL電子顕微鏡に付属して日本へも多数入っています。
最終更新 : 2003年7月
"ナノモータ®"につき簡単に勉強します。 "ナノモータ®"とは何ですか。 ナノモータは原子の分解能を持つ特許のピエゾリニアモータで機能原理は以下の通りです。 ナノモータの機能原理を分かりやすく説明すれば以下のようになります。
ナノモータはピエゾアクチェータにより、原子を解像できるような1つの非常に微細な単位の動きから、慣性駆動装置の原理に基づき、mm単位の大きな動きができるリニアモータです。 慣性の原理に基づき得られるラフなステップは一定です。 一方ピエゾアクチェータにより得られる微細な動きの範囲はいずれにしてもラフなステップよりも大きくなります。 このため全ての位置はピエゾアクチェータによる正確さで得られるわけです。 右上スケッチで解説します。ピエゾチューブの電極にパルス電圧をかけるとピエゾ素子は膨張、伸縮を行ないます。この動きが遅い場合には接触点を持ったロータ(探針が入る保持チューブとスライドチューブは一体)はピエゾ素子の動きに十分追従します。 所が急激な電圧の変化はピエゾを迅速に動かし、ナノモータのロータは質量慣性により追従できません。 ロータには接触点がありフリクションホルダと接触しているためにロータすなわちスライドチューブと保持チューブはその位置でとどまっています。 次のピエゾの遅い動きでまたロータが追従し位置が動きます。 このようにしてピエゾの精度で数mm動かす事ができます。
右側のスケッチはナノモータを走査型トンネル顕微鏡(STM)の微小な探針の先端として使用
使用した場合、探針の近づき(スケッチの左半分)と戻り(スケッチの右半分)を表した例です。ナノモ−タのロータ(またこれはトンネル電流を
検出する探針です)はゆっくりとピエゾの拡張に従い、測定物に近づきます。 そしてピエゾの急激な戻りには追従できませんのでそのままの位置にとどまっているわけです。 このためロータはまたピエゾの次の拡張に従い前回の位置からさらに測定物に近づきます。 このようにロータはゆっくりな拡張と急激な戻りのサイクルにより大きな動きが可能になるわけです。あるトンネル電流が一定な所で止まり保持されます。そして逆にゆっくりな戻りと急激な拡張を行う事によってロータは逆に測定物から離れていきます。
(尚本製品はヨーロッパ特許をとり日本、アメリカでも特許申請されています。)
"ナノモータ®"とその応用
ドイツ クロッケ博士とそのチームが1992年以来開発しています。このナノモータといくつかのアプリケーションに関しての古い論文のひとつは1996年ドイツの雑誌F&Mで始めて紹介されたものです。その後さらなるアプリケーションが1999年雑誌MSTニュース1999でも掲載されました。2002年さらにナノモータとクロッケ・ナノテクニック社により開発されたナノロボティックスを基礎にしたマイクロ生産システムなども盛り込まれて一般論が発表されました。 ナノモータにはいくつかのタイプが用意されてあります。ナノモータは超真空(10-11hPa)でも極低温(4.4k)でも使用できますので、走査型プローブ顕微鏡において各部品として使用され、小型電子顕微鏡スキャニングヘッドを構成するのに理想的です。そしてこれらは走査型電子顕微鏡や走査型イオン顕微鏡用のナノロボティックスの基本となります。ナノロボティックス・シリーズはナノモータとベアリングや歯車などの古典的な機械部品とを組み合わせたものです。その結果から導かれる装置はベアリングのように強く、ナノモータのように高精度です。kgを超える負荷は1nmの分解能で数cmのストロークまで動かすことができます。ナノロボティックス・シリーズには現在市場にて入手できる小型でかつ高精度のNMTモジュールと呼ばれるドイツ製リニアステージも含まれ、ナノロボティックスの試料ステージができました。クローズドループの位置決めシステムも内蔵できます。このナノロボティックス・シリーズ(NMG)のマイクログリッパをこれらのステージに組み込むことにより、小型のマイクロ組み立てシステムを作ることもできます。ナノロボティックスをさらに追加していくたびに同じく現在市場で入手できる高精度生産セルであろう完全なマイクロ生産システムが作れます。 クロッケ・ナノテクニック社は1998年から走査型電子顕微鏡や走査型イオン顕微鏡用のナノロボティックス用の完全な解決策を提供してきました。1999年からドイツLEO社(現カールツァイスグループ)は走査型電子顕微鏡用(SEM)の機能を検査だけでなく加工にも広げるために、自社のSEMにクロッケ・ナノテクニック社のナノマニピュレータをOEM製品として組み込み販売しています。これらのナノマニピュレータは過型電子顕微鏡用試料ラメラ作成にも使われます。ナノロボティックス・シリーズのNMTモジュールはXYZマニピュレータにも使われ、これらはすべての会社のSEMにフィッティングさせることができます。クロッケ・ナノテクニック社のウェハープロービングシステムは数100nmの直径のなかに3本のプローブチップで数10nmの構造上の電流測定が行える基本の製品です。これらのプロセスはSEMにて測定され可視化されています。実際にSEMにナノロボティックス・マニピュレータを組み込みその動きを確認したレポートもあります。 ナノマニピュレーションの例としてはフォースフィードバック付きで刻印させたり、ハンマーのようにツールとしても使ったり、微小量の液体操作用のナノマニピュレータもあります。これらの製品はさらにマイクロ分野での接着技術にも使用され、nm精度のデバイスの組み付けユニットとして使われ、SNOMを応用したマイクロベンチとして使われ、最終的にはnm分解能をもつマイクロ製造システムにも応用されます。これらは詳細にマイクロ製造技術用ナノロボット工学に記述されています。マイクロ製造システムにはパターン認識によるビジョンシステムも含まれています。ナノモータの制御はイーサネットを使用した電子回路で全て行われます。
  上記下線のタイトルは全てPDFファイルが用意されてありますので、E-メイルにてタイトル名を言ってお申込み下さい。
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