[發明專利]探針自動進針裝置及探針自動進針方法

在審

• 申請號: 202111054880.7
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113848349A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 張偉杰;貢寶連;許克標;張偉
• 申請（專利權）人: 國儀量子(合肥)技術有限公司
• 主分類號: G01Q10/00
• 分類號: G01Q10/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王燕

本發明公開了一種探針自動進針裝置及探針自動進針方法，其中，探針自動進針裝置包括探針組件和兩個位移臺，探針組件和待測樣品間隔設置，探針組件相對于待測樣品移動或振動，兩個位移臺在設定方向移動并具有兩個配合狀態，在第一配合狀態下，兩個位移臺相向運動，探針組件和待測樣品分別設在兩個位移臺上，在第二配合狀態下，兩個位移臺同向聯動，探針組件和待測樣品的一個設在位移臺上，另一個設在固定臺上，第一位移臺的第一最大移動值小于第二位移臺的第二最大移動值，探針組件和待測樣品之間的距離小于第二最大移動值。本發明實施例的探針自動進針裝置，兩個位移臺配合可將探針組件與待測樣品由較遠距離移動至目標距離，自動化程度高。

技術領域

本發明屬于測量儀器技術領域，具體是一種探針自動進針裝置及探針自動進針方法。

背景技術

SPM(Scanning Probe Microscopy，掃描探針顯微術)是目前廣泛用于獲得微觀材料表征的最重要的方法之一，主要依靠探針和待測樣品間的作用力來對待測樣品進行表征，在實際探測的過程中，需要將探針和待測樣品之間的距離由較遠的間距逐漸移動至納米量級，從而保證探針和待測樣品間的作用力合適，以有效獲取待測樣品的表面信息。

現有技術中，將探針和待測樣品之間的距離移動至納米量級主要是人為手動移動，在某些特殊場合，如低溫、真空或恒溫下，手動進針的方法就不能滿足需求。

為解決上述問題，現有技術中也陸續出現可自動進針的裝置，但是該自動進針裝置精度低，無法精準控制探針和待測樣品之間的距離，當探針和待測樣品的間距較近時，容易造成針尖和待測樣品硬接觸，導致損壞探針并污染待測樣品。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種探針自動進針裝置，所述探針自動進針裝置可減少人工介入程度，實現自動進針，且在進針的過程中不會出現針尖和待測樣品硬接觸的現象，解決了現有技術中自動進針裝置精度差，容易損壞探針并污染樣品的技術問題。

本發明還旨在提出一種具有上述探針自動進針裝置的探針自動進針方法。

根據本發明實施例的一種探針自動進針裝置，所述探針自動進針裝置用于探測待測樣品，包括：探針組件，所述探針組件和所述待測樣品在設定方向間隔設置，所述探針組件可相對于所述待測樣品移動或振動；第一位移臺和第二位移臺，所述第一位移臺和所述第二位移臺均可在所述設定方向移動；所述第一位移臺和所述第二位移臺具有第一配合狀態和第二配合狀態；在所述第一配合狀態下，所述第一位移臺和所述第二位移臺在所述設定方向相向運動，所述探針組件和所述待測樣品分別設在所述第一位移臺和所述第二位移臺上；在所述第二配合狀態下，所述第一位移臺和所述第二位移臺在所述設定方向同向聯動運動，所述探針組件和所述待測樣品的一個設在所述第一位移臺上，另一個設在固定臺上；所述第一位移臺的第一最大移動值小于所述第二位移臺的第二最大移動值，所述探針組件和所述待測樣品的所述設定方向距離小于所述第二最大移動值。

根據本發明實施例的探針自動進針裝置，通過設置可沿設定方向移動的第一位移臺和第二位移臺，且無論是在第一配合狀態下還是第二配合狀態下，第一位移臺和第二位移臺配合均可減小探針組件和待測樣品之間的距離，從而實現自動進針，減少人工介入程度，使得本申請的探針自動進針裝置可應用在特殊場合，如在低溫、真空或恒溫條件下均可使用，且相互配合的第一位移臺和第二位移臺還可提高探針組件和待測樣品位移的準確性，保證當探針組件和待測樣品的間距較近時，也不會出現針尖和待測樣品硬接觸的現象，從而延長探針組件的使用壽命，并可有效將探針組件和待測樣品之間的距離控制在納米量級，便于后續待測樣品的探測。本申請的探針自動進針裝置，適用范圍廣、自動化程度高且進針精度高。

根據本發明一個實施例的探針自動進針裝置，所述探針組件包括探針，所述探針移動至與所述待測樣品的所述設定方向距離達到預設距離閾值時，所述探針的實時振幅位于目標振幅閾值內；所述探針與所述待測樣品的所述設定方向距離大于預設距離閾值時，所述探針的實時振幅位于所述目標振幅閾值外。