МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
I
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ГОСТ 8.593- 2009
NTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATIONСТАНДАРТ
Государственная система обеспечения
единства измерений
МИКРОСКОПЫ СКАНИРУЮЩИЕ ЗОНДОВЫЕ
АТОМНО-СИЛОВЫЕ
Методика поверки
Издание официальное
s єз
П
Москва Ста н да рти н фо р м 2010
редисловиеЦели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0—92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2—2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума» (Россия), Федеральным государственным учреждением «Российский научный центр «Курчатовский институт» (Россия) и Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)» (Россия)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 36 от 11 ноября 2009 г.)
За принятие проголосовали:
|
Краткое наименование страны по МК(ИСО 3166)004—97 |
Код страны по МК(ИСО 3166)004—97 |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
|
Армения Беларусь Казахстан Кыргызстан Молдова Российская Федерация Таджикистан Узбекистан Украина |
АМ BY KZ KG MD RU TJ UZ UA |
Минторгэкономразвития Госстандарт Республики Беларусь Госстандарт Республики Казахстан Кыргызстандарт Молдова-Стандарт Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Таджи кета ндарт Узстандарт Госпотребстандарт Украины |
4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 апреля 2010 г. № 57-ст
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты».
© Стандартинформ, 2010
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Содержание
Область применения 1
Нормативные ссылки 1
Термины и определения 1
Операции и средства поверки 2
Требования к квалификации поверителей 3
Требования безопасности 3
Условия поверки и подготовка к ней 3
Проведение поверки 4
Обработка результатов измерений 5
Оформление результатов поверки 6МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Государственная система обеспечения единства измерений
МИКРОСКОПЫ СКАНИРУЮЩИЕ ЗОНДОВЫЕ АТОМНО-СИЛОВЫЕ
Методика поверки
State system for ensuring the uniformity of measurements. Atomic-force scanning probe microscopes.
Verification method
Дата введения — 2010—11—01
Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сканирующие зондовые атомно-силовые микроскопы (далее — микроскопы), применяемые для измерений линейных размеров в диапазоне от 10-9 до 10-6 м, и устанавливает методику их первичной и периодических поверок с использованием рельефных мер по ГОСТ 8.591 и ГОСТ 8.592.
Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 8.591—2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры рельефные нанометрового диапазона с трапецеидальным профилем элементов. Методика поверки
ГОСТ 8.592—2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры рельефные нанометрового диапазона из монокристаллического кремния. Требования к геометрическим формам, линейным размерам и выбору материала для изготовления
ГОСТ 12.2.061—81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам
ГОСТ ИСО 14644-1—2002 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Термины и определения
настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
рельеф поверхности (твердого тела): Поверхность твердого тела, отклонения которой от идеальной плоскости обусловлены естественными причинами или специальной обработкой.
элемент рельефа (поверхности): Пространственно локализованная часть рельефа поверхности.
сканирующий зондовый атомно-силовой микроскоп: Зондовый атомно-силовой микроскоп с нормированными метрологическими характеристиками, предназначенный для измерения линейных размеров элементов рельефа поверхности и/или расстояний между ними путем сканирования поверхности острием зонда.
Издание официальное
пиксель: Наименьший дискретный элемент изображения, получаемый в результате математической обработки информативного сигнала.
сканирование (элемента исследуемого объекта): Перемещение зонда микроскопа над выбранным элементом рельефа поверхности исследуемого объекта (или перемещение исследуемого объекта под зондом) с одновременной регистрацией информативного сигнала.
изображение на экране монитора микроскопа (видеоизображение): Изображение на экране монитора микроскопа в виде матрицы из п строк по т пикселей в каждой, яркость которых прямо пропорциональна значению сигнала соответствующей точки матрицы.
Примечани е — Яркость пикселя определяется силой света, излучаемой в направлении глаза наблюдателя.
видеопрофиль информативного сигнала (видеопрофиль): Графическая зависимость значения информативного сигнала, поступающего с детектора микроскопа, от номера пикселя в данной строке видеоизображения.
масштабный коэффициент (видеоизображения микроскопа): Отношение длины исследуемого элемента рельефа на объекте измерений к числу пикселей этого элемента на видеоизображении.
Примечание — Масштабный коэффициент определяют для каждого микроскопа.
эффективный радиус (острия) зонда (микроскопа): Радиус сферы, характеризующей геометрические размеры острия зонда микроскопа.
Примечание — Эффективный радиус зонда микроскопа определяют по значению радиуса сферы, вписанной в острие зонда при одновременном касании острия боковой грани выступа и дна канавки рельефной меры по ГОСТ 8.591.
Z-сканер сканирующего зондового атомно-силового микроскопа (Z-сканер): Устройство сканирующего зондового атомно-силового микроскопа, позволяющее в процессе сканирования перемещать зонд над поверхностью исследуемого объекта (или перемещать исследуемый объект под зондом) в вертикальном направлении.
рельефная мера нанометрового диапазона: Мера, содержащая элементы рельефа, линейный размер хотя бы одного из которых менее 10-6 м.
элемент рельефа в форме выступа (выступ): Элемент рельефа, расположенной выше прилегающих к нему областей.
геометрическая форма элемента рельефа: Геометрическая фигура, наиболее адекватно аппроксимирующая форму минимального по площади сечения элемента рельефа.
Пример — Трапецеидальный выступ, представляющий собой элемент рельефа поверхности, геометрическая форма минимального по площади сечения которого наиболее адекватно аппроксимируется трапецией.
Операции и средства поверки
При проведении первичной и периодических поверок микроскопа должны быть выполнены операции и применены средства поверки, указанные в таблице 1.
Таблица 1 — Операции и применяемые средства поверки
|
Наименование операции |
Номер подраздела настоящего стандарта |
Наименование средства поверки и его основные технические и метрологические характеристики |
|
Внешний осмотр Опробование Определение метрологических характеристик |
8.1 8.2 8.3 |
Вспомогательный оптический микроскоп (увеличение — не менее 400х)*. Рельефная мера, изготовленная по ГОСТ 8.592 и пове ренная по ГОСТ 8.591. Рельефная мера, изготовленная по ГОСТ 8.592 и пове ренная по ГОСТ 8.591 |
|
* Допускается при проведении операции «Опробование» не использовать оптический микроскоп. |
||
Допускается применять другие средства поверки, точность которых соответствует требованиям настоящего стандарта.
Требования к квалификации поверителей
Поверку микроскопов должны проводить штатные сотрудники метрологической службы предприятия, аккредитованной в установленном порядке на право поверки средств измерений. Сотрудники должны иметь высшее образование, профессиональную подготовку, опыт работы со сканирующими зондовыми атомно-силовыми микроскопами и знать требования настоящего стандарта.
Требования безопасности
При поверке микроскопов необходимо соблюдать правила электробезопасности и требования к обеспечению безопасности на рабочих местах по ГОСТ 12.2.061.
Рабочие места поверителей должны быть аттестованы по условиям труда в соответствии с требованиями трудового законодательства.
Условия поверки и подготовка к ней
При проведении поверки микроскопа должны быть соблюдены следующие условия:
-
(20±3)°С;
не более 80 %;
(100 ±4) кПа;
(220 ± 22) В;
(50,0 ±0,4) Гц.
температура окружающей среды . - относительная влажность воздуха - атмосферное давлениенапряжение питающей сети
частота питающей сети
Помещение (зона), в котором размещают микроскоп и средства его поверки, должно быть в эксплуатируемом состоянии и обеспечивать класс чистоты не более класса 8 ИСО по взвешенным в воздухе частицам с размерами 0,5 и 5 мкм и концентрациями, определенными по ГОСТ ИСО 14644-1.
Подготовку к поверке микроскопа проводят следующим образом:
выбирают для поверки микроскопа рельефную меру нанометрового диапазона с трапецеидальным профилем элементов (далее — рельефная мера), линейные размеры и материал для изготовления которой соответствуют требованиям ГОСТ 8.592. Рельефная мера должна быть поверена по ГОСТ 8.591. Сечение выступа рельефной меры приведено на рисунке 1;
Рисунок 1 — Сечение исследуемого элемента рельефной меры
в качестве исследуемого элемента используют выступ, для которого в паспорте (формуляре) на меру приведены значения проекции боковой грани выступа на плоскость нижнего основания а, ширины нижнего основания выступа Ьр и высоты выступа h. В зависимости от значения ожидаемого эффективного радиуса зонда микроскопа гиспользуют рельефную меру, для которой
а
2г
(1)
проводят осмотр футляра, в котором осуществлялось хранение и транспортирование рельефной меры, на отсутствие механических повреждений;
проводят проверку соответствия комплекта поставки рельефной меры данным, приведенным в паспорте (формуляре) на рельефную меру;
выдерживают выбранный экземпляр рельефной меры в помещении, где будет проведена поверка микроскопа, не менее 24 ч;
извлекают рельефную меру из футляра и осматривают ее для выявления внешних повреждений (царапин, сколов и других дефектов) и загрязнений. При необходимости поверхность меры очищают от частиц пыли струей очищенного сухого воздуха.
Выполняют операции, необходимые для подготовки микроскопа к работе, в соответствии с требованиями инструкции по его эксплуатации.
Проведение поверки
Внешний осмотр
