マニピュレーターシリーズ

マニピュレーター

Kleindiek Nanotechnik社（クラインディークナノテクニク）

　マニピュレーター「MM3シリーズ」は、一つ一つが独立しており、SEMやFIBといった真空装置、光学顕微鏡などと組み合わせて使います。装置本体が非常にコンパクトで、あらゆる汎用SEMに取付が可能です。取付の際にSEMの改造は必要ありません。広い動作範囲と非常に細かい動作分解能(サブナノ)を併せ持ち、観察倍率に合わせて動作スピード(分解能)を切り替えながら操作することで、低倍率～高倍率での使用が可能です。SEMやFIBでライブ観察しながら自在にマニピュレーターを制御できます。
　オプションのPlug-in toolsと組み合わせることで、様々な機能を追加することも可能です。さらにAdd-onとも組み合わせることでさらなる機能追加が可能となります。
　用途に合わせて、以下の製品があります。

MM3A-EM（電子顕微鏡用）
MM3A-LMP（光学顕微鏡用）
MM3A-LS（生命科学用）
MM3E-EM（電子顕微鏡用）

主な特徴

MM3A-EM

小型
フレキシブルな取付
多彩なオプション
エンコーダー無

MM3A-LMP

小型
マグネット着脱式
多彩なオプション
エンコーダー無

MM3A-LS

小型
マグネット着脱式
パッチクランプ用途
エンコーダー無

MM3E-EM

小型
フレキシブルな取付
多彩なオプション
エンコーダー付

装置概要

　非常に小型なため、取付けるSEMやアプリケーション、サンプルのサイズや形状に応じて、フレキシブルな取付けが可能です。 Plug-inツールやAdd-onツールも豊富で拡張性があります。大学や研究所など、多目的用途でのR&Dや実験に向きます。

以下のような特殊仕様があります。

エンコーダー付(MM3E-EM)

MM3A-EMをベースにエンコーダーを組み合わせたモデルです。位置フィードバック機能を追加し、サンプルピックアップ等繰り返し作業に最適。XYZの3軸に加え、ローテーション機能を標準搭載しています。

UHV仕様モデル

最低圧力：2×10^-10 mbar
温度：0℃～120℃

低温仕様モデル

温度：－196℃～120℃

サブナノ動作分解能+広い動作範囲

　ピエゾ素子を駆動原理とし、分解能0.25nmを実現します(直進軸最小動作時)。微動モード(nm動作分解能)と粗動モード(長距離移動用)を切り替えることで、ナノスケールの超微細動作を広い領域で行えます。

コンパクト設計

　シンプルで洗練されたデザインは、顕微鏡への取付けに融通性を持たせます。マニピュレータの脱着は簡単に行えるので、共有装置にも必要な時だけ取付けて使用することが出来ます。

優れた安全性

フレキシブルな取付

　コンパクトな設計により、優れた安定性を持ち、耐振性能にも効果を発揮します。ドリフト性能はわずか1nm/minと抜群の保持性能があります。電気特性評価や長時間レコーティング、マニピュレーションにおいても高い成功率を得られます。

　各社SEM / FIBに対応するため、様々なアダプタを取り揃えています。（アダプタは取付ける機種や操作性によって異なりますので、詳細はお問合わせください。）

ユニバーサルマウント/ブリッジマウント/
ルーフマウント/ドアマウント

簡単操作

　ディスプレイ上のSEM画像を見ながら、コントロールボックスやジョイパッドで、感覚的なマニュアル制御が行えます。

シンプルな構成と接続

　以下の構成からなります。

マニピュレーター本体
コントロールボックス
電源ボックス
ジョイパッド
真空導入端子ケーブル/コネクタ
分岐ボックス(MM3Aが2台以上のとき)
簡易ソフトウエア

MM3A先端部

　先端にφ2mm深さ5mmの穴があり、プローブ針保持したチップホルダーを差込ます。標準で先端R100mmのサンプルプローブ(5本)が付属します。ホルダーを変えることで、ガラスピペットや自作ツールなどを保持することも可能です(3g 程度まで)。
また用途に応じて様々なプラグインツールを追加出来ます。

プロービング機能

　MM3A-EMはプローバーとしての機能を併せ持ちます。スムーズな動作、サブナノ分解能により、ナノデバイスやナノチューブなどの微小サンプルに直接プローブを接触させます。また、低ドリフト性能は測定の成功率を高めます。

動作原理

　マイクロマニピュレーターの動作原理は、圧電モーターであるNanoMotor^®に基づいています。このNanoMotorは一般的な実験室環境で動作するため、特別に空調された作業環境は不要です。

　NanoMotorはステーター(圧電結晶)とスライダーで構成されています。スライダーはステーターに接触しており、摩擦によって保持されています。ステーターに電圧を加えると伸縮し、その動きをフ微動モードと粗動モードの二つの方法で動きを制御します。

微動モード(ファインモード)

ファインモードは非常に細かい作業を行うために、マニピュレーターを極めて微小なステップで制御する際に使用します。－80 Vから＋80 Vの範囲の電圧を用いて、ステーターの変位によりマニピュレーターを動かします。
動作範囲は以下の通りです。

直進軸(前後：in/out)

合計ファインレンジ：約1 μm / 1ステップ：約0.02 nm

回転軸(上下・左右)

合計ファインレンジ：約20 μm / 1ステップ：約0.3 nm

粗動モード(コースモード)

　コースモードでは、マニピュレーターの動きを進めるためにモーメント(慣性)を利用します。ステーターとスライダー間の摩擦クラッチによって可能になります。このクラッチの摩擦力を超えると、両者は独立して動くため、ステーターを損傷させることなく、手動でマニピュレーターを動かすことも可能です。
ラチェット動作の考え方は以下の通りです。