[發明專利]一種高通量掃描探針顯微成像系統

在審

• 申請號: 202110383710.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112945960A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 黃博遠;李江宇
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發明公開了一種高通量掃描探針顯微成像系統。一種高通量掃描探針顯微成像系統，包括：依次連接的波形發生器和成像裝置，成像裝置包括控制器和檢測操作部分；波形發生器用于產生激勵信號，激勵信號為至少兩個子波形按預設拼接順序合成的信號；檢測操作部分，用于將激勵信號施加至待測目標的多個像素點以獲得每個像素點對應的測試結果信號；控制器與檢測操作部分和控制器連接，用于將從波形發生器接收的激勵信號傳輸至檢測操作部分，并從檢測操作部分接受對應的測試結果信號，并基于測試結果信號和拼接順序生成待測目標的測試結果。達到了一次掃描獲得多維物性測試結果數據，提高掃描效率，提升測試結果數據的分辨率的效果。

技術領域

本發明實施例涉及顯微成像技術，尤其涉及一種高通量掃描探針顯微成像系統。

背景技術

進入21世紀以來，隨著科學技術的飛速發展，新材料和新技術的研究和探索日新月異；在微觀尺度下研究材料的結構和性能，乃至于從材料的基本結構和成分出發，調控以至于改變材料的性能，逐漸成為人類科技發展和進步的原動力。為了得到材料的微觀結構甚至原子結構信息，科學界、工藝界發明了一些測量方法和技術。其中，掃描透射電子顯微鏡(STEM)、掃描探針顯微鏡(SPM)等都是近幾十年發展起來的高科技測量技術。

掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope，SPM)是國際上近年發展起來的表面分析儀器，采用掃描探針顯微鏡的顯微成像系統用于測量例如顯微鏡區域內的電子材料的樣品以及成像所述樣品的表面形貌或測量表面特性信息。

然而掃描探針顯微成像系統對于目標樣品的多種屬性需要進行多次測試導致的敏感樣品的退化或多次侵入性掃描造成的樣品損壞的問題。

發明內容

本發明提供一種高通量掃描探針顯微成像系統，以實現一次掃描獲得多維測試結果數據，提高掃描效率，提升測試結果數據的分辨率的效果。

第一方面，本發明實施例提供了一種高通量掃描探針顯微成像系統，包括：依次連接的波形發生器和成像裝置，所述成像裝置包括控制器和檢測操作部分；

所述波形發生器用于產生激勵信號，所述激勵信號為至少兩個子波形按預設拼接順序合成的信號；

所述檢測操作部分，用于將所述激勵信號施加至待測目標的多個像素點以獲得每個像素點對應的測試結果信號；

所述控制器與所述檢測操作部分連接，用于將從所述波形發生器接收的所述激勵信號傳輸至所述檢測操作部分，并從所述檢測操作部分接受對應的測試結果信號，并基于所述測試結果信號和拼接順序生成待測目標的測試結果。

可選的，所述控制器包括：第一輸入接口、第一輸出接口和第二輸出接口，所述波形發生器包括：第一信號輸入接口、第二信號輸入接口、第一信號輸出接口和觸發接口；所述控制器的第二輸出接口與所述波形發生器的觸發接口連接，用于當掃描信號達到觸發點時，所述控制器將生成的觸發信號傳輸至所述波形發生器。

可選的，所述波形發生器在所述成像裝置掃描前生成激勵信號，在所述波形發生器接收到所述控制器傳輸的觸發信號后，所述波形發生器將激勵信號轉換為預設采樣頻率的模擬信號。

可選的，所述波形發生器的第一信號輸出接口與波形發生器的第二信號輸入接口以及所述控制器的第一輸入接口連接，用于將所述波形發生器生成的預設采樣頻率的模擬信號輸出至所述控制器并實時進行信號記錄。

可選的，所述控制器的第一輸出接口與所述波形發生器的第一信號輸入接口連接，用于將所述檢測操作部分生成的所述測試結果信號輸出至所述波形發生器進行數據收集。

可選的，高通量掃描探針顯微成像系統還包括終端設備；

所述終端設備與波形發生器和成像裝置連接，用于對所述波形發生器和所述成像裝置進行控制，且將所述波形發生器收集的數據進行后處理和顯示。