Construction of Nano-meter Scale Linear Translation System

A reliable linear translation system was constructed. The system has six piezo legs, attached to a main body, holding a hexagonal sapphire rod. The sapphire rod moves either forward or backward with the sequential motion of the piezo legs, driven by characteristic electric voltage waves. The translational system was tested in vertical direction. The speed of the sapphire rod was turned out to be constant during several mm travel. The slowest upward speed was measured to be ${\sim}1.7{\times}10^{-6}m/s$, yielding ${\sim}28.3nm/step$, while the slowest upward speed was ${\sim}3.7{\times}10^{-6}m/s$, with ${\sim}61.7nm/step$, due to gravitational force. The velocity increases linearly, as the amplitude of the voltage waves increases. The linear translation system will be used as a coarse approach part for a scanning tunneling microscope.

직선 이동용 나노 미세 이동장치의 제작

신뢰도 높은 나노 직선 이동장치를 제작하였다. 장치는 기본 몸체에 고정된 6개의 피에조 다리들과 이들이 붙잡고 있는 사파이어 육각기둥으로 이루어 졌다. 특정한 전압파형을 피에조 다리에 인가하여 피에조 다리를 순차적으로 움직임으로 육각기둥을 앞으로 혹은 뒤로 움직인다. 직선 이동장치를 지표면에 수직 방향으로 시험구동 하였다. 육각기둥이 수 mm를 움직이는 동안 속도가 일정함을 확인하였다. 위쪽으로 올라가는 가장 느린 속도는 $1.7{\times}10^{-6}m/s$, 즉 ${\sim}28.3nm$/걸음이었고 아래쪽으로 내려가는 가장 느린 속도는 중력의 도움을 받아 ${\sim}3.7{\times}10^{-6}m/s$, 즉 ${\sim}61.7nm$/걸음 이었다. 피에조에 인가된 전압을 증가시키면 육각기둥의 이동속도가 선형으로 증가하였다. 이 직선 이동장치를 주사형 터널링 현미경의 접근 장치로 사용할 것이다.