[實用新型]金屬納米探針制備電路

無效

• 申請號: 200720095397.2
• 申請日: 2007-03-06
• 公開（公告）號: CN201017691Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 左真濤;吳雪;韓璐
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G12B21/04
• 分類號: G12B21/04;G12B21/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯力

技術領域

本實用新型涉及一種掃描隧道顯微鏡探針的制備電路。特別是涉及一種能夠靈敏而穩定地響應針尖形成時的信號，采用電化學腐蝕法制作掃描隧道顯微鏡探針的金屬納米探針制作電路。

背景技術

自從1986年掃描隧道顯微鏡(STM)的發明者Binnig和Rohrer獲得諾貝爾物理獎以來，STM在物理學、化學、生物學、材料科學、微電子科學等領域取得了很多重要的成果。隧道針尖的制作是STM的關鍵技術之一，針尖的大小、形狀和化學同一性不僅影響著STM圖像的分辨率和圖像的形狀，也影響著測定的電子態，所以針尖的曲率半徑對最后的結果產生非常重要的影響。針尖的制作通常采用電化學腐蝕方法進行腐蝕，當液面下金屬絲的下端脫落時，迅速切斷電源從而在上端形成非常小的斷面，形成納米針尖。

通常認為，斷電時間對針尖的曲率半徑影響極大，時間越短，針尖的曲率半徑越小，針尖越尖。目前采用的手動切斷方法斷電時間比較長，而且重復性比較差；而采用比較電路進行自動斷電控制雖然斷電時間短，但是需要經驗去設定一個比較電壓，過于敏感，難以準確地判定是否應該斷電。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種能夠靈敏而穩定地響應針尖形成時的信號，采用電化學腐蝕法制作掃描隧道顯微鏡探針的金屬納米探針制備電路。

本實用新型所采用的技術方案是：一種金屬納米探針制備電路，包括有與電源相連對金屬絲進行腐蝕的腐蝕電路，還設置有可接收腐蝕電路發出信號的信號確認保持電路；以及與電源相連，響應信號確認保持電路的控制信號從而自動關閉腐蝕電路并進行指示的開關控制及指示電路。

所述的腐蝕電路是：由場效應管T₁、金屬絲S₊和S_-、分壓電阻R₂組成，其中，場效應管T₁的漏極D與12V電源相連，柵極G與開關控制及指示電路的場效應管T₆的漏極D相連，源極S與插入腐蝕液用作制備探針以及導電電極的金屬絲S₊和S_-以及分壓電阻R₂串聯在一起。

所述的信號確認保持電路是由：運算放大器T₂、電阻R₄、R₅、R₆、R₇、電容C₁、C₂、二極管T₃、以及觸發器T₄組成，其中，由：電容C₁、電阻R₄的一端分別連接在腐蝕電路中的分壓電阻R₂的兩端，另一端分別連接在運算放大器T₂的輸入端，電阻R₅連接在運算放大器T₂的輸入和輸出兩端上共同組成微分放大電路；運算放大器T₂的輸出端通過二極管T₃與觸發器T₄的觸發端口相連，還通過電阻R₆接地；觸發器T₄的端口分別通過電阻R₇接腐蝕電路中場效應管T₁的漏極D，以及通過電容C₂接地，觸發器T₄的D端口接5V電源，觸發器T₄的其它控制端口按器件要求連接為高電平。

所述的開關控制及指示電路是由場效應管T₅、T₆、電阻R₁、R₃、指示燈L₁組成，其中，指示燈L₁和場效應管T₅、T₆的柵極G并聯在觸發器T₁的Q端，場效應管T₅的漏極D通過保護電阻R₁連接腐蝕電路中場效應管T₁的源極S，場效應管T₅的源極S接地，場效應管T₆的源極S接地，場效應管T₆的漏極D通過電阻R₃連接到12V電源，同時又與場效應管T₁的柵極G端相連。