[實用新型]一種掃描隧道顯微鏡的純金屬探針的修飾裝置

有效

• 申請號: 201320609968.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN203479833U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 丁召;魏文喆;郭祥;王一;黃夢雅;羅子江;王繼紅;周海月;趙振
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G01Q60/16
• 分類號: G01Q60/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

????本實用新型屬于掃描隧道顯微鏡的探針制備技術，尤其涉及一種掃描隧道顯微鏡的純金屬探針的修飾裝置。

背景技術

根據掃描隧道顯微鏡（STM）的基本原理，我們可以知道決定STM性能的主要因素之一是掃描探針針尖的質量，探針通過樣品表面形成隧道電流并作為反饋信號對樣品的形貌進行表征，因此制備高性能的探針對提高測量和加工的精度有重要意義，目前制備STM針尖主要材料一般選擇單晶金屬絲制備，常用的探針制備方法主要有機械剪切法和電化學腐蝕法，傳統的電化學腐蝕法改良研究有很多，比如：液膜法，交直流共用法等，但是其制備裝置很簡單，對電壓信號，電解液濃度，斷電時間等無法有效控制，故制備出來的探針主要有以下缺點：1、針尖不夠尖銳，曲率半徑大，易鈍化；2、制備成功率并不高；而且探針在使用過程中也會變鈍導致掃描精度降低，直接丟棄造成浪費；因此急需一種能夠對采用現有技術制備出來的探針進行修飾，以提高探針針尖質量及加工廢舊探針的裝置及方法。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題：?提供一種掃描隧道顯微鏡的純金屬探針的修飾裝置，以解決采用常規電化學腐蝕法制備的探針針尖不夠尖銳，曲率半徑大，易鈍化；制備成功率并不高及探針在使用過程中也會變鈍導致掃描精度降低，直接丟棄造成浪費等問題。

本實用新型技術方案：

一種掃描隧道顯微鏡的純金屬探針的修飾裝置，它包括探針和顯微鏡，第一活動支架頂端固定有磁鐵，探針固定在磁鐵上并置于顯微鏡下方，第一線圈安裝在標尺上并用第二活動支架固定放置在顯微鏡下，第二線圈固定在第三活動支架上并放置在顯微鏡下且與第一線圈等高，第一線圈接控制電源負極，第二線圈接控制電源正極。

第一活動支架、第二活動支架和第三活動支架均為三維可調節支架。

第一線圈通過活扣與標尺固定。

所述標尺左端有一個粗調旋鈕和一個微調旋鈕。

第一線圈和第二線圈為耐強酸堿金屬絲。

所述的耐強酸堿金屬絲為鉑銥合金金屬絲。

本實用新型的有益效果：

利用本實用新型可將傳統的液膜腐蝕法粗制探針或因使用而導致針尖變鈍的舊探針在顯微鏡下進行修飾；將傳統垂直式電化腐蝕法制好的粗制金屬絲探針或因使用而導致針尖變鈍的舊探針在顯微鏡下將針尖插入液膜中，導通電路；在進行電化學腐蝕過程中，不斷開關電源從而使液膜來回伸縮，粗制探針或用舊探針原有針尖的被腐蝕處會越來越細，最終由于前端金屬絲重力作用，金屬絲斷裂，形成及其尖銳的新的針尖；本實用新型利用第一活動支架可以用于精確調節針尖所處的位置，通過調節兩個線圈間的距離和開關電源可以實現液膜厚度的調節，從而調節液膜在粗制針尖或因使用而導致針尖變鈍的舊探針上浸到的位置，可以制備出形狀規則、曲率半徑足夠小的針尖；也可以實現針尖長度的調節；通過開關電源對液膜厚度的調節，從而改變腐蝕溶液的浸潤位置，可以有效阻止殘余電流和腐蝕溶液對針尖頂部的進一步腐蝕，保證針尖頂部的曲率半徑足夠小；本實用新型裝置簡易，工作穩定，操作方便，使用腐蝕溶液量少，通過極其簡易的裝置對粗制探針進行進一步的修飾或對因使用而導致針尖變鈍的探針進行修飾以重復利用。修飾后的金屬絲針尖曲率半徑足夠小，形狀夠規則，成品率極高；解決了采用常規電化學腐蝕法制備的探針針尖不夠尖銳，曲率半徑大，易鈍化；制備成功率并不高及探針在使用過程中也會變鈍導致掃描精度降低，直接丟棄造成浪費等問題。

附圖說明：

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型第一活動支架與探針的組成示意圖；

圖3為本實用新型第二活動支架與第一線圈的組成示意圖；

圖4為本實用新型第二線圈與第三活動支架組成示意圖。

具體實施方式：

為了更好地理解本實用新型的技術方案，以下結合附圖及具體實施例作進一步描述。

通過常規方法制作出粗制探針：將一個耐強酸堿的金屬絲線圈放置在一個裝有腐蝕溶液的燒杯內，以NaOH溶液作為腐蝕溶液。將金屬絲插入線圈中，并將探針底盤垂直固定于磁鐵上。首先將探針浸入液膜1mm，回路電壓為1V，（反應速率很慢），持續腐蝕30-40分鐘，這樣可以保證針尖幾何結構是對稱的，探針直徑由0.3mm減小到針尖直徑約為1μm，由于殘余電流會使針尖鈍化，探針針尖是不尖銳的，需要采用本實用新型進行修飾。