アトキューブ・システムズ社のナノポジショナー

nano positioner

アトキューブ・システムズ社(attocube systems)の精密ポジショナーはピエゾ素子により駆動を行い、ナノオーダーのステップ幅とmmレンジの移動距離が可能です。リニアーポジショナー、ローテータ(回転)、あおり、スキャナーなどの種類があり、使用環境に応じて、室温(RT)、低温(LT)、高真空(HV)、超高真空(UHV)、及び低温+高真空(LT/HV)、 低温+超高真空(LT/UHV)のモデルがあります。またエンコーダー内蔵型では移動と同時に位置の変位を読み取ることができます。エンコーダーには使用環境と精度に応じて2種類あります。

主なアプリケーション

  • 走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の試料位置決め
  • レーザー光や光ファイバーなど各種デバイスのアライメント・位置調節
  • 製造分野及び品質管理分野における走査型電子顕微鏡内での試料、ウェーハー、チップアライメント調節
  • 放射光や中性子散乱測定における試料回転
  • 極低温・強磁場環境中の試料角度依存測定

製品の構成・特徴

  • 材料:チタン(標準)の他、ベリリウム銅やマコール(セラミック)などが可能です。
  • 高精度の位置決めのためにエンコーダー内蔵型(NUM, RES)もございます。
  • ピエゾ素子による駆動のため、さまざまな環境で安定に動作します。
  • 使用環境に応じて各ポジショナーには室温用(RT)、高真空用(HV)、超高真空(UHV)、低温用(LT)等が用意されております。
  • 複数のポジショナーを組み合わせることで多軸の制御を行えます。
  • リニアーポジショナーではミリメートルオーダーの移動距離を確保、回転ポジショナー(ローテータ)ではエンドレスに回転します。
ポジショナーと環境
形式表記特徴
※RTの場合温度範囲は0-100℃、LTでは1K以下-300Kとなります。
※型式・モデルにより可能な環境が異なりますので御了承ください
室温用RT室温において低真空(1E-4mbar程度)から大気中までの環境で使用できます。高荷重用、高スピード用など様々なカスタマイズが可能です
高真空用HV高真空領域(1E-8mbar程度)まで環境で使用できます。高真空環境に対応した材料が使用されます
超高真空用UHVUHV対応の材料が使用され150℃でベーキング可能です。UHV環境で出荷前試験が行われアウトガスが1E-10mbar*l/s以下であるものが出荷されます
低温用LT極低温環境に適した材料を使用し、4K出荷前試験を行います(ヘリウムガス中)。通常のクライオスタット中の真空で問題なく動作します
マコールMACOR材料としてセラミックの一種であるマコールを使用します。環境は低温及びUHVに対応します。パルス磁場中など金属材料を嫌う環境に適しています
カスタムCUSTOMSQUIDの使用などで材質磁性を避けたい場合、超伝導体を避けたい、或いは散乱を抑えるため材質を変えたい等attocubeでは様々な要求に対して対応しております
エンコーダーの種類
形式表記仕組み・特徴
※仕様・デザインは予告なく変更することがございますのでご了承ください
抵抗式RES内部に抵抗体を持ちポテンショメータとして機能します。抵抗の測定により移動距離を決定しますので位置の絶対測定が可能で、1-2μm程度の精度があります。読み出し用に電気配線を使用していますので空間の制約が少なくクライオスタット内でも容易に使用することができます。
オプトエレクトロニクス方式NUMオプトエレクトロニクスによる高精度エンコーダーにより400nm以下の精度で位置精度を行うことができます。ANC350コントローラによるクロースドループ制御に対応しております。
オプトエレクトロニクス方式NUQオプトエレクトロニクスによる高精度エンコーダーにより10nm以下の精度で位置精度を行うことができます。ANC350コントローラによるクロースドループ制御に対応しております。
光干渉方式FPSattocube独自の光干渉法式を採用した超高分解能エンコーダです。低温、超高真空にも対応し1nmの分解能で20mmまでの距離制御を行うことができます。

ブローシャーダウンロード・仕様表

こちらからブローシャーをダウンロード出来ます。また各ポジショナーの詳細な仕様は 各タブ中の表中の型番をクリックすることでダウンロード出来ます。

高荷重用にはECSシリーズ

高荷重用にはクロスローラベアリングを使用したECSシリーズピエゾステージがあります。0-100℃の使用温度範囲があり、常温にて空気中から超高真空(/UHVモデル)まで対応します。また超高真空対応モデルは150℃までベーキング可能です。


LINEAR POSITIONERS
型番動作サイズ(mm)移動距離(mm)最大荷重(g)
ANPz30 小型垂直移動用リニアーポジショナーØ11x122.510 ANPz30
ANPx51 1インチ空間用、小型水平移動用リニアーポジショナー15x15x9.2325 ANPx51
ANPx51/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx5115x19x9.2325 ANPx51/NUM
ANPx51/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx5115x18x9.2325 ANPx51/RES
ANPz51 1インチ空間用、小型垂直移動用リニアーポジショナー15x15x13.52.550 ANPz51
ANPz51/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPz5115x19x13.52.550 ANPz51/NUM
ANPz51/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPz5115x18x13.52.550 ANPz51/RES
ANPx101 2インチ空間用、水平移動用リニアーポジショナー 24x24x115100 ANPx101
ANPx101/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx101 24x28x11.55100 ANPx101/NUM
ANPx101/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx101 24x24x115100 ANPx101/RES
ANPz101 2インチ空間用、垂直移動用リニアーポジショナー24x24x205200 ANPz101
ANPz101/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPz101 24x28x185200 ANPz101/NUM
ANPz101/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPz101 24x24x205200 ANPz101/RES
ANPx101eXT12 水平移動用リニアーポジショナー12mm40x24x1112100 ANPx101eXT12
ANPx101eXT12/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx101eXT1240x28x11.512200 ANPx101eXT12/NUM
ANPx101eXT12/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx101eXT1240x24x1112200 ANPx101eXT12/RES
ANPx101eXT20 水平移動用リニアーポジショナー20mm48x24x1120100 ANPx101eXT20
ANPx101eXT20/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx101eXT2048x28x11.55200 ANPx101eXT20/NUM
ANPx101eXT20/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx101eXT2048x24x1120200 ANPx101eXT20/RES
ANPz101eXT 2インチ空間用、垂直移動用リニアーポジショナー24x24x3212200 ANPz101eXT
ANPz101eXT/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPz101 28x24x3212200 ANPz101eXT/NUM
ANPz101eXT/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPz101 24x24x3212200 ANPz101eXT/RES
ANTx200/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付き
水平移動用大型ステージ
45x45x117300 ANTx200/NUM
ANPx320 水平移動用リニアーポジショナー 40x40x1112200 ANPx320
ANPx320/FPS 光干渉エンコーダー機構付きANPx32040x40x11.512200 ANPx320/FPS
ANPx321/NUQ オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx32047.5x40x1412200 ANPx321/NUQ
ANPx321/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx32044x40x11.512200 ANPx320/NUM
ANPx320/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx32040x40x1112200 ANPx320/RES
ANPx340 水平移動用リニアーポジショナー 48x48x1120200 ANPx340
ANPx340/FPS 光干渉エンコーダー機構付きANPx34040x40x11.520200 ANPx340/FPS
ANPx341/NUQ オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx34047.5x40x1420200 ANPx340/NUQ
ANPx341/NUM オプトエレクトロニックエンコーダー機構付きANPx34044x40x11.520200 ANPx340/NUM
ANPx340/RES 抵抗エンコーダー機構付きANPx101 40x40x1120200 ANPx340/RES

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ROTATORS(ローテーター)
型番動作サイズ(mm)移動距離(mm)最大荷重(g)
ANR31超小型ローテーター Ø10x93605ANR31
ANR511インチ空間用ローテーター Ø20x9.536030ANR51
ANR51/RES抵抗エンコーダー内蔵1インチ空間用ローテーター Ø20x9.536030ANR51/RES
ANRv511インチ空間用、垂直設置型ローテーター 10x20x2136030ANRv51
ANRv51/RES抵抗エンコーダー内蔵1インチ空間用、
垂直設置型ローテーター
10x20x2136030ANRv51/RES
ANR1012インチ空間用、ローテーター Ø30x15.2360100ANR100
ANR101/NUMオプトエレクトロニックエンコーダー付きANR101 Ø30x18360100ANR100/NUM
ANR101/RES抵抗エンコーダー付きANR101 Ø30x15.8360100ANR101/RES
ANRv1012インチ空間用、垂直設置型ローテーター 15x30x33360100ANRv101
ANRv101/RES抵抗エンコーダー付きANRv101 15.6x30x33360100ANRv101/RES
ANR200アパーチャ付きローテーター 35x35x13.5360100ANR200
ANR200/RESアパーチャ付きローテーター 35x35x13.5360100ANR200
AND100ロープロファイルローテーター Ø14x3.336010AND100

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SCANNER(スキャナー)
型番動作サイズ(mm)移動距離(μm)最大荷重(g)
ANSxy501インチセットアップ用XYスキャナー 15x15x725x2550ANSxy50
ANSz501インチセットアップ用Zスキャナー 15x15x64.350ANSz50
ANSxy1002インチセットアップ用XYスキャナー 24x24x1040x40100ANSxy100
ANSz1002インチセットアップ用Zスキャナー 24x24x1024100ANSz100
ANSz100sr2インチセットアップ用Zスキャナー(小レンジ) 24x24x104.3100ANSz100sr
ANSz1102インチセットアップ用Zスキャナー(ラージレンジ) 24x24x1240100ANSz110
ANSxyz1001インチセットアップ用XYZスキャナー 24x24x1040x40x24100ANSxyz100

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ANGpとANGtの組み合わせ
GONIOMETERS(ゴニオメータ)
型番動作サイズ(mm)移動距離(deg)最大荷重(g)
ANGt501インチセットアップ用Θステージ 15x15x107.225ANGt50
ANGp501インチセットアップ用Φステージ 15x15x105.8100ANGp50
ANGt1012インチセットアップ用Θステージ 24x24x116.6100ANGt101
ANGp1012インチセットアップ用Φステージ 24x24x115.4100ANGp101
ANGt101/NUMオプトエレクトロニックエンコーダー内蔵ANGt101 24x28x116.6100ANGt101NUM
ANGp101/NUMオプトエレクトロニックエンコーダー内蔵ANGp101 24x28x115.4100ANGp101NUM
ANGt101/RES抵抗エンコーダー内蔵ANGt101 24x24x116.6100ANGt101/RES
ANGp101/RES抵抗エンコーダー内蔵ANGp101 24x24x115.4100ANGp101/RES

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 attocube ポジショナーアプリケーションノート 

NANO POSITIONING
Ballistic electron emission microscopy (BEEM) studies using ANP100 nanopositioners
A new application using an ANPxyz100 stack within a Ballistic electron emission microscopy (BEEM) is reported. Both, STM and BEEM data are presented demonstrating the good performance of this nanopositioning unit.
112kbapplication note
Performance Test of the ANPz30/LT at 35 mK and 15 Tesla
The attocube nanopositioner ANPz30/LT has been tested extensively at very low temperatures and high magnetic fields showing that operating the device at various magnetic fields does not affect the base temperature of the setup.
197kbapplication note
Atomic Resolution Imaging in STM using attocube Positioners
JEOL, Japan is currently building a STM operating at low temperatures and high vacuum conditions. The scan head has been fabricated using attocube system’s ANPz100 for the tip approach. This ultra-stable linear positioner provides atomic resolution over a travel range of 6 mm.
103kbapplication note
Ultra-compact xyz Fiberoptics Positioning System
The precise alignment of optical elements in a Micro-Opto-Electro-Mechanical System (MOEMS) is of uttermost relevance in order to realize reliable set-ups.
130kbapplication note
Vibrations of the ANPxyz100 Positioning Unit Measured with an Interferometric Setup
The main vibrations observed around 600 Hz were determined to be always smaller than 20 pm. In the DC regime (if the noise is integrated over the entire spectrum), the noise is always smaller than 33 pm!
90kbapplication note
Vibrations of the ANPxyz50 Positioning Unit Measured Using the attoCFM II (1” Version)
Vibration amplitudes of less than 100 pm were observed, main. The total vibration (integral of all harmonics) was determined to be about 800 pm.
92kbapplication note
attocube systems positioners for PL measurements in high magnetic felds
The attocube systems positioners ANPxyz100/LT have been used in a setup for optical measurements in LHe temperature and magnetic fields up to 28 T at the Grenoble High Magnetic Field Laboratory.
94kbapplication note