[發明專利]基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置及該裝置的成像方法

無效

• 申請號: 201410310642.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104062466A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 謝暉;楊鋒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置，包括原子力顯微鏡，其特征在于：它還包括探針架(3)，所述探針架(3)包括基座(3-1)和旋轉臂(3-3)，旋轉臂(3-3)設置在基座(3-1)上，且該旋轉臂(3-3)能夠繞其中心軸旋轉，基座(3-1)用于將探針架(3)固定在原子力顯微鏡的探針手(4)上，原子力顯微鏡的探針固定在探針架(3)的旋轉臂(3-3)上，且該探針的橫截面為圓形或橢圓形。

2.根據權利要求1所述的基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置，其特征在于：所述的原子力顯微鏡包括光學顯微鏡、上位機(11)、激光力學子系統、探針手(4)、XY微米定位臺(5)、XYZ納米定位臺(6)、樣品臺(7)和XYZ微米定位臺(9)、探針控制器(13)、采集卡(12)、壓電控制器(8)、一號切換器(10)和二號切換器(14)；

所述激光力學子系統用于測量探針與樣品表面間的相互作用力信號或諧振信號，所述激光力學子系統包括激光器(1)和四象限位置檢測器(2)；

所述XY微米定位臺(5)固定在光學顯微鏡的底座上，所述底座為平板結構，XY平面與光學顯微鏡的底座平行，XYZ納米定位臺(6)固定在XY微米定位臺(5)上，樣品臺(7)固定在XYZ納米定位臺(6)上，探針手(4)固定在所述XYZ微米定位臺(9)上；

所述的激光力學子系統中，激光器(1)發出的激光入射到探針上，經所述探針反射后的激光入射至四象限位置檢測器(2)的檢測面上；

上位機(11)的XYZ微米控制信號輸出端連接XYZ微米定位臺(9)的控制信號輸入端，上位機(11)的XY微米控制信號輸出端連接XY微米定位臺(5)的控制信號輸入端，上位機(11)的X納米控制信號輸出端通過壓電控制器(8)連接XYZ納米定位臺(6)的X控制信號輸入端，上位機(11)的Y納米控制信號輸出端和探針控制器(13)的Y納米控制信號輸出端分別連接二號切換器(14)的兩個信號輸入端，該二號切換器(14)的信號輸出端通過壓電控制器(8)連接XYZ納米定位臺(6)的Y控制信號輸入端，上位機(11)的Z納米控制信號輸出端和探針控制器(13)的Z納米控制信號輸出端分別連接一號切換器(10)的兩個信號輸入端，該一號切換器(10)的信號輸出端通過壓電控制器(8)連接XYZ納米定位臺(6)的Z控制信號輸入端，探針控制器(13)的振動控制信號輸出端連接探針手(4)的振動控制信號輸入端，四象限位置檢測器(2)的法向檢測信號輸出端同時連接探針控制器(13)的法向檢測信號輸入端和采集卡(12)的法向檢測信號輸入端，該四象限位置檢測器(2)的側向檢測信號輸出端和總檢測信號輸出端分別連接采集卡(12)的側向檢測信號輸入端和總檢測信號輸入端，采集卡(12)的信號輸出端連接上位機(11)的采集卡信號輸入端。

3.根據權利要求1所述的基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置，其特征在于：所述的探針架(3)還包括傳動裝置(3-2)和旋鈕，所述傳動裝置(3-2)設置在基座(3-1)與旋轉臂(3-3)之間，旋鈕用于調節傳動裝置(3-2)，進而帶動旋轉臂(3-3)轉動。

4.根據權利要求3所述的基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置，其特征在于：所述的傳動裝置(3-2)通過齒輪傳動實現。

5.根據權利要求1所述的基于原子力顯微鏡的微納米結構側壁表面成像裝置，其特征在于：所述的探針控制器(13)采用OC4探針動態控制器實現。