[發明專利]一種雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測方法及系統

有效

• 申請號: 201210192166.9
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102707093A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張冬仙;丑若帆;章海軍;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

1.一種雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測方法，其特征在于采用將樣品固定在開放式樣品臺上、用雙管掃描器掃描微探針并且聯動跟蹤光束的方法，引入一個跟隨雙管掃描器一起掃描的聯動透鏡，?XY掃描移動量與微探針移動量保持一致，微探針始終位于聯動透鏡的焦面上，在雙管掃描器、微探針、跟蹤透鏡聯動掃描時，從激光器發射并經過聯動透鏡聚焦而成的激光光斑，能始終斜向照射聚焦于微探針上，從而實現光束跟蹤；從微探針反射的光束，垂直照射到光電位置探測器上，由于微探針的Z反饋運動方向與反射光束的光軸重合，反射光斑在光電位置探測器上的重心位置不會因反饋運動而變化，因此有效避免反饋運動導致的偽信號及原子力顯微鏡圖像失真；采用上下雙層結構、相互正交二等分的雙管掃描器，分別實現X軸和Y軸的微納米掃描，兩者彼此獨立，不產生耦合，因此掃描得到的AFM圖像不會產生畸變。

2.一種雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測系統，其特征在于包括

雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測頭（1）、前置放大器（2）、掃描與反饋控制單元（3）、硬件接口（4）、計算機（5）和顯示器（6）；前置放大器（2）與光電位置探測器（13）及掃描與反饋控制單元（3）連接，掃描與反饋控制單元（3）與雙管掃描器（14）、硬件接口（4）相連，硬件接口（4）與計算機（5）連接，計算機（5）與顯示器（6）連接。

3.根據權利要求2所述的一種雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測系統，其特征在于所述的雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測頭（1）包括激光器（7）、聯動透鏡（8）、L形結構（9）、楔塊（10）、探針座（11）、微探針（12）、光電位置探測器（13）、雙管掃描器（14）、墊塊（15）、裝配座（16）、導軌（17）、立架（18）、粗調機構（19）、細調機構（20）、底座（21）、樣品臺（22）、樣品（23）；聯動透鏡（8）通過L形結構（9）及微探針座（11）與雙管掃描器（14）相連，微探針（12）通過探針座（11）與雙管掃描器（14）相連，雙管掃描器（14）通過墊塊（15）固定在裝配座（16）上，激光器（7）和光電位置探測器（13）分別安裝固定在裝配座（16）上，裝配座（16）與導軌（17）相連，導軌（17）安裝在立架（18）上并通過粗調機構（19）和細調機構（20）作垂直上下移動，立架（18）和樣品臺（22）分別固定在底座（21）上，樣品（23）安裝在樣品臺（22）上。

4.根據權利要求2所述的一種雙管掃描器聯動跟蹤型原子力顯微探測系統，其特征在于所述的

雙管掃描器（14）包括隔絕墊圈（24）、Y軸分割槽（25）、Y電極地（26）、Y正電極（27）、X軸分割槽（28）、X電極地（29）、X正電極（30）、Z正電極（31）；其中，隔絕墊圈（24）將上層的Y軸掃描管與下層的X軸掃描管隔開，上層的Y軸掃描管又被兩條對稱分布的Y軸分割槽（25）隔開，形成Y電極地（26）和Y正電極（27），下層的X軸掃描管被兩條對稱分布的X軸分割槽（28）隔開，形成X電極地（29）和X正電極（30），兩條Y軸分割槽（25）與兩條X軸分割槽（28），兩兩正交，從而形成上下雙層結構、相互正交二等分的雙管掃描器（14），分別實現X軸和Y軸的微納米掃描，兩者彼此獨立，不產生耦合，掃描得到的AFM圖像不會產生畸變。