[發明專利]一種基于等離子體的物體表征檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201810670746.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108801195B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 張靜宇;劉思垣;高驥超
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種基于等離子體的物體表征檢測方法及裝置，其利用等離子體與待測物體之間相互作用力，來呈現待測物體表面的物理特征，本發明通過用等離子體作為探針，當等離子體與物體表面接近時，會與物體表面發生相互作用，通過測量等離子與物體表面的相互作用產生的影響，可以得出物體表面的輪廓，實現對物體進行表征檢測。

技術領域

本發明屬于材料的表征與檢測領域，更具體地，涉及一種利用等離子體作為探針來做表征，通過等離子體與物體表面相互作用來實現對物體表面進行檢測。

背景技術

普通的電子顯微鏡和光學顯微鏡只能得到微觀物體的圖像不能得到微觀物體具體的表面特征。

傳統的表征檢測方法包括原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)及掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope，ATM)。它們都屬于一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡是根據量子力學中的隧道效應原理，通過探測固體表面原子中電子的隧道電流來分辨固體表面形貌的新型顯微裝置，只能對導體進行表征檢測。而原子力顯微鏡則是根據探針尖端與樣品表面的作用力，根據胡克定律使得懸臂偏移。而針尖與樣品表面的作用力包括機械接觸力、范德華力、毛細作用、化學鍵合、靜電力、磁力及卡西米爾效應等。當原子間距離減小到一定程度以后，原子間的作用力將迅速上升。因此，由顯微探針受力的大小就可以直接換算出樣品表面的高度，從而獲得樣品表面形貌的信息。并且原子力顯微鏡可以測量絕緣體，具有高分辨率，非破壞性等特點。

然而，原子力顯微鏡對探針的要求極高，檢測結果受探針影響極大，針尖的污染容易導致表征出現誤差。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于等離子體的物體表征檢測方法及裝置，由此解決原子力顯微鏡對探針的要求極高，檢測結果受探針影響極大，針尖的污染容易導致表征出現誤差的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于等離子體的物體表征檢測方法，包括：

將等離子體作為探針；

根據所述探針與待測物體表面發生相互作用的結果，得出所述待測物體表面的輪廓，以實現對所述待測物體進行表征檢測。

優選地，所述等離子體為低溫等離子體。

優選地，所述等離子體包含帶電粒子和中性粒子。

優選地，所述將等離子體作為探針，包括：

將在介質環境中產生的等離子體作為探針。

優選地，所述等離子體與所述待測物體表面的相互作用包括：所述等離子體的物理吸附、所述等離子體的捕獲、靜電力、材料表明化學反應、二次電子發射及濺射。

按照本發明的另一方面，提供了一種基于等離子體的物體表征檢測裝置，包括：探針及處理模塊；

所述探針為等離子體；

所述處理模塊，用于根據所述探針與待測物體表面發生相互作用的結果，得出所述待測物體表面的輪廓，以實現對所述待測物體進行表征檢測。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：本發明通過用等離子體作為探針，當等離子體與物體表面接近時，會與物體表面發生相互作用，通過測量等離子與物體表面的相互作用產生的影響，可以得出物體表面的輪廓，實現對物體進行表征檢測。可以有效的避免探針污染帶來的影響，可以有效地減少實驗耗材，降低實驗必備條件，有效地降低了維護的成本，簡化檢測過程，避免物理探針帶來的誤差。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種基于等離子體的物體表征檢測方法的流程示意圖；