[發明專利]具有與樣品交互的探針的原子力顯微鏡

有效

• 申請號: 201910054032.2
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN110082014B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉長春;B·皮騰杰;胡水清;蘇全民
• 申請（專利權）人: 布魯克公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01Q30/00;G01Q60/24
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;陳英俊

1.一種具有與樣品交互的探針的原子力顯微鏡，所述原子力顯微鏡包括：

掃描儀，在三維中控制針尖與所述樣品的相對位置；

Z軸掃描儀，移動所述探針和所述樣品中的至少一個來減少其之間的間隔并使所述探針和所述樣品交互；

光檢測器，測量所述探針的偏轉；

處理器，在所述移動的步驟期間通過不斷確認基線，從所述測量的偏轉數據中辨別經探針與樣品交互產生的偏轉和偏轉偽影，來導出無偽影偏轉，并將其與預先定義的觸發力進行比較；

其中，當所述無偽影偏轉對應于所述觸發力時，所述Z軸掃描儀從所述樣品縮回所述探針；以及

其中，所述處理器確定所述樣品和所述探針之間的力，其中，所述力小于 20pN。

2.根據權利要求1 所述的原子力顯微鏡，其中，

使用所述力作為觸發，來改變與所述移動的步驟相關的參數。

3.根據權利要求2 所述的原子力顯微鏡，其中，

所述參數為速度、方向和力梯度中的至少一個。

4.根據權利要求1 所述的原子力顯微鏡，其中，

所述處理器基于與所述偏轉相對應的數據，比較驅動傾斜和擬合線，并基于所述比較進一步推算出所述基線。

5.根據權利要求4 所述的原子力顯微鏡，其中，

所述擬合線通過執行最小平方擬合被確定。

6.根據權利要求5 所述的原子力顯微鏡，其中，

所述處理器提供滾動基線直到滿足觸發閾值。

7.一種檢測樣品和原子力顯微鏡的探針之間的力的原子力顯微鏡，所述原子力顯微鏡包括：

壓電式致動器，在所述樣品的興趣位置處定位所述探針和所述樣品中的至少一個；

Z軸致動器，移動所述探針和所述樣品中的至少一個來減少其之間的間隔并使所述探針和所述樣品交互；

光檢測器，響應所述探針與樣品交互測量所述探針的偏轉；以及

處理器，使用所述測量的偏轉，隨著所述Z軸致動器移動所述探針和所述樣品中的至少一個，實時地來確定瞬時基線。

8.一種具有與樣品交互的探針的原子力顯微鏡，所述原子力顯微鏡包括：

壓電式致動器，在所述樣品的興趣位置處定位所述探針和所述樣品中的至少一個；

Z軸致動器，移動所述探針和所述樣品中的至少一個來減少其之間的間隔并使所述探針和所述樣品交互；

光檢測器，基于所述移動的步驟測量所述探針與所述樣品之間的可觀察交互；

處理器，從所述可觀察交互確定可觀察交互偽影，并且，導出無偽影可觀察交互，其中，所述處理器對所述無偽影可觀察交互與觸發進行比較；以及

其中，所述Z軸致動器，當所述無偽影可觀察交互對應于所述觸發時，從所述樣品縮回所述探針。

9.根據權利要求8 所述的原子力顯微鏡，其中，所述可觀察交互包括以下組中的至少一個：力、偏轉、電交互、磁交互、熱交互和電磁交互。

10.根據權利要求9所述的原子力顯微鏡，其中，所述可觀察交互是電交互，并且，所述電交互是力、電流以及電壓中的一個。

11.根據權利要求9所述的原子力顯微鏡，其中，所述電磁交互基于散射近場光信號。