[發明專利]一種顯微監控型可選區原子力顯微成像方法及裝置

無效

• 申請號: 201210192154.6
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102721833A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 章海軍;丑若帆;張冬仙;劉明月
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種顯微監控型可選區原子力顯微成像方法，其特征在于采用將光學顯微監控與原子力顯微鏡顯微成像相結合的方法，以及將原子力顯微鏡掃描器與二維步進微動臺相結合的方法，引入半透半反棱鏡、光學顯微物鏡與CCD，對樣品的原子力顯微鏡掃描區域進行實時顯微監控；同時，對激光束在原子力顯微鏡微探針上照射光斑的調節與對準過程進行監控，從而有效提高原子力顯微鏡的操作性能與掃描成像質量；此外，對樣品與原子力顯微鏡微探針的微納米逼近過程進行監控，從而提高微納米逼近操作的效率和可靠性；引入二維步進微動臺，在顯微監控下，對感興趣的樣品表面區域進行選區，并配合原子力顯微鏡掃描器實現樣品表面任意區域的原子力顯微成像；在此基礎上，進一步實現樣品的顯微監控、從微米至厘米級視場內任選區域，從微米級掃描范圍及相鄰掃描圖像拼接得到大范圍、納米量級高分辨率的原子力顯微鏡成像。

2.一種顯微監控型可選區原子力顯微成像裝置，其特征在于包括顯微監控型可選區AFM探頭（1）、前置放大器（2）、XY掃描與Z反饋控制單元（3）、XYZ高壓放大模塊（4）、步進控制模塊（5）、視頻采集模塊（6）、計算機及硬件接口（7）；前置放大器（2）與激光器（8）及位置敏感元件（15）連接，同時與XY掃描與Z反饋控制單元（3）連接，XY掃描與Z反饋控制單元（3）與XYZ高壓放大模塊（4）及計算機及硬件接口（7）連接，步進控制模塊（5）兩端分別與步進電機（28）、計算機及硬件接口（7）連接，視頻采集模塊（6）兩端分別與CCD（22）、計算機及硬件接口（7）連接。

3.根據權利要求2所述的一種顯微監控型可選區原子力顯微成像裝置，其特征在于所述的顯微監控型可選區AFM探頭（1）包括激光器（8）、垂直調節螺桿（9）、水平調節螺桿（10）、半透半反棱鏡（11）、微探針（12）、固定螺釘（13）、安裝塊（14）、位置敏感元件（15）、樣品（16）、樣品臺（17）、掃描器（18）、顯微物鏡（19）、接筒（20）、鏡筒（21）、CCD（22）、裝配座（23）、監控孔（24）、墊板（25）、二維步進微動臺（26）、絲杠機構（27）、步進電機（28）、粗調旋鈕（29）、細調旋鈕（30）、導軌（31）、導軌座（32）、立柱（33）、橫梁（34）、楔塊（35）、加強筋（36）、底座（37）；激光器（8）由垂直調節螺桿（9）與水平調節螺桿（10）調節并固定在安裝塊（14）上，位置敏感元件（15）由固定螺釘（13）固定在安裝塊（14）上，安裝塊（14）與裝配座（23）固定在一起，半透半反棱鏡（11）膠粘固定在裝配座（23）下端，裝配座（23）中央開有監控孔（24），裝配座（23）安裝在導軌（31）上，通過調節粗調旋鈕（29）與細調旋鈕（30）垂直上下運動，顯微物鏡（19）、接筒（20）、鏡筒（21）、CCD（22）順次相連接、接筒（20）固定在橫梁（34）上，橫梁（34）通過楔塊（35）固定在立柱（33）上，立柱通過加強筋（36）安裝在底座（37）上，樣品（16）安裝在掃描器（18）的樣品臺（17）上，掃描器（18）通過墊板（25）安裝在二維步進微動臺（26）上，二維步進微動臺（26）安裝在底座（37）上。