[實用新型]一種用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器

無效

• 申請號: 200820060198.2
• 申請日: 2008-06-24
• 公開（公告）號: CN201219036Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 程傳東;胡志強;羅先照;張波;孫鑫
• 申請（專利權）人: 程傳東;胡志強
• 主分類號: G12B21/22
• 分類號: G12B21/22;G01N13/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器。

背景技術

壓電陶瓷管掃描器是掃描探針顯微鏡的核心組成部分之一。幾乎所有的掃描探針顯微鏡都使用壓電陶瓷掃描器進行掃描成像。壓電陶瓷掃描器主要有三角架型、單管型和十字架配合單管型等。目前應用最為廣泛的是單管型壓電陶瓷掃描器。目前市場上用于SPM的壓電陶瓷管掃描器一般通過一個單管型壓電陶瓷管實現對XY和Z方向的控制，但是每組導電層所加電壓為極性相反的電壓，所以每組導電層會形成一個寄生電容，所以當控制Z方向運動時，由于寄生電容的耦合作用，XY方向的電壓波形會受到干擾；控制Z方向的電壓加在導電層上，極性相反的控制XY方向的兩組電壓會在管的中心形成零位電壓，并作為控制Z方向的零位電壓。因制作工藝的限制，零位電壓并非在管的中心線上，從而在控制Z方向運動時產生電壓干擾。因此每組的兩電層間存在分布電容干擾和電壓干擾(沒有零位點)，從而使XY方向和Z方向運動存在耦合。

掃描探針顯微鏡是一個極靈敏而精密的系統，它可以觀察和測量到一個原子的位置及分布狀態，一個極小的干擾便會影響測量結果。顯然巳有的掃描器不能滿足要求

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷管掃描器，以克服現有產品XY方向與Z方向運動存在耦合，影響對壓電陶瓷掃描器的控制的不足，以提高測量精度。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：

一種用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷管掃描器，主要包括外殼、壓電陶瓷管I、壓電陶瓷管II、導電基座和塑膠導線，所述外殼上具有一凸緣形成的安裝平臺，外殼內側固定支架，所述壓電陶瓷管位于外殼的內筒中，壓電陶瓷管I固定在支架上，壓電陶瓷管I的內外表面分別涂有相互對應的4個導電層，壓電陶瓷管I通過絕緣套座與壓電陶瓷管II連接，壓電陶瓷管II內外表面分別涂有導電層，壓電陶瓷管II與導電基座通過絕緣套相連，壓電陶瓷管II與外殼之間固定有避震環，所述外殼的掃描端的內壁形成一凸臺，凸臺內置放磁粒，導電基座固定于外殼內筒中央的掃描端，塑膠導線自壓電陶瓷管的不同導電層引出。

本實用型的有益效果為：將定長的壓電陶瓷管分為等長的兩段，一段專門用來控制XY方向，一段專門控制Z方向，由于X-Y方向和Z方向控制電極完全分開，因此使原來由于做在一個陶瓷管上電極間的電容效應而產生的相互干擾消除；另外，壓電陶瓷管的電致伸縮與管子的幾何長度和激勵電壓成正比，為了分開X-Y與Z方向激勵電極，而不改變原來掃描器的結構尺寸，所以X-Y管和Z管尺寸各僅為原尺寸的一半長度。但由于采取增加了電極數，使每個方向的電壓加倍，因此伸縮的長度也加倍。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例所述的用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例所述的用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器的壓電陶瓷管-1的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例所述的用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器的壓電陶瓷管-2的結構示意圖。

圖4是本實用新型實施例所述的用于掃描探針顯微鏡的壓電陶瓷掃描器的X-Y陶瓷管位移示意圖。

圖中：

1、外殼；2、壓電陶瓷管I；21、導電層；22、導電層；23、導電層；24、導電層；25、導電層；26、導電層；27、導電層；28、導電層；29、絕緣層；3、壓電陶瓷管II；31、絕緣層；32、導電層；33、導電層；4、導電基座；41、導電基座位移幅度；5、塑膠導線；6、安裝平臺；7、支架；8、絕緣套；9、避震環；10、掃描端；11、磁粒；12、X-Y管的位移幅度；13、導電基座的位移。

具體實施方式