[發明專利]掃描探針顯微鏡系統

在審

• 申請號: 202110941769.3
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113466493A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 羅永震;趙亮兵;肖章武
• 申請（專利權）人: 廣州中源儀器技術有限公司
• 主分類號: G01Q60/00
• 分類號: G01Q60/00;G01Q60/24;G01Q60/38
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 郭鳳杰

本申請涉及一種掃描探針顯微鏡系統包括多個探針架、主機探頭、主機底座以及測控裝置。每一個探針架被配置為安裝一個傳感探針。主機探頭包括前置電路和定位導槽。定位導槽被配置為可拆卸的安裝多個探針架。探針架與前置電路電氣連接。主機底座被配置為支撐主機探頭，并與傳感探針信號連接。測控裝置與主機底座信號連接。使用時，選擇其中的一個探針架安裝在主機探頭的定位導槽中，測控裝置通過主機底座與相應的傳感探針實現信號交互，以使得掃描探針顯微鏡系統可以實現任意測量成像功能即選即用，實現了多種傳感探針的兼容使用。

技術領域

本申請涉及顯微鏡技術領域，特別是涉及一種掃描探針顯微鏡系統。

背景技術

掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope,SPM)采用尖銳的探針在樣品表面掃描的方法來獲取樣品表面的一些性質。不同的SPM通常使用不同的傳感探針，它們的針尖特性及相應針尖-樣品相互作用不同。掃描隧道顯微鏡(Scanning tunneling microscopy，STM)是SPM中的最先被發明的儀器類型。STM基于電子隧道效應的原理、使用一個導電的金屬針尖來檢測隧道電流，從而檢測樣品的局域電子態密度來測量成像。

原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)是SPM中的另一重要儀器類型，目前應用最為廣泛。AFM能夠對樣品的形貌進行成像。AFM還能夠對樣品局域表面電勢、電荷、載流子密度、導電性等進行高分辨的測量和成像。目前在不同環境下，需要使用不同傳感探針，此時需要配備不同的主機探頭及測控系統，甚至需要設計和配備整套的專用儀器，導致實施的技術難度很大，成本很高，費時費力。

發明內容

基于此，本申請針對上述技術問題，提供一種掃描探針顯微鏡系統。

本申請提供一種掃描探針顯微鏡系統，包括：

多個探針架，每一個探針架被配置為安裝一個傳感探針；

主機探頭，包括前置電路和定位導槽，所述定位導槽被配置為可拆卸的安裝所述多個探針架，所述探針架與所述前置電路電氣連接；

主機底座，被配置為支撐所述主機探頭，并與所述傳感探針信號連接；以及

測控裝置，與所述主機底座信號連接。

在其中一個實施例中，所述多個探針架中的任意一個探針架安裝于所述定位導槽時，其上的傳感探針的針尖相對于所述定位導槽的位置不變。

在其中一個實施例中，所述定位導槽被配置為通過插入的方式的安裝所述多個探針架。

在其中一個實施例中，所述傳感探針包括自感應原子力探針、激光檢測原子力探針和掃描隧道顯微鏡探針。

在其中一個實施例中，所述主機探頭還包括：

激光二極管，其發射的激光照射在所述激光檢測原子力探針的設定位置；以及

位置檢測器，所述設定位置反射的激光照射在所述位置檢測器的中心位置。

在其中一個實施例中，所述前置電路包括：

識別電路，與所述探針架電氣連接。

在其中一個實施例中，所述前置電路還包括：

前置驅動電路，所述前置驅動電路的第一端與所述傳感探針連接；以及

自激發電路，與所述前置驅動電路連接形成負反饋環路。

在其中一個實施例中，所述前置驅動電路包括：

信號衰減電路，所述信號衰減電路的第一端與所述傳感探針連接；

電容補償電路，所述電容補償電路的第一端與所述信號衰減電路的第二端連接；以及