專利名稱:超微型掃描隧道顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種顯微鏡，尤其涉及一種超微型掃描隧道顯微鏡。
技術(shù)背景
自從1982年IBM瑞士蘇黎士實驗室的葛·賓尼(Gerd Binning)和?！ち_雷爾(Heinrich Rohrer)研制出世界上第一臺掃描隧道顯微鏡Gcarming TurmelingMicroscope，簡稱STM)以來，STM廣泛用于表面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的研究中，掃描隧道顯微鏡是基于近代量子物理的理論基礎(chǔ)設(shè)計，普遍用于物理學(xué)理論和材料方面的研究。尤其近年來，隨著量子力學(xué)、納米科技等迅速發(fā)展及普及，目前在中學(xué)物理以及科普教育中提倡開展掃描隧道顯微鏡的實驗，提高學(xué)生對抽象的量子物理理論的直觀認(rèn)識和興趣，在大學(xué)物理教育中已廣泛開展掃描隧道顯微鏡的實驗。但是目前市場上的 STM大部分都是將探針頭部、控制系統(tǒng)、防震系統(tǒng)采用分離式的，而且體積大、操作很復(fù)雜， 而用于大學(xué)以及中學(xué)教育的掃描隧道顯微鏡要求操作簡單，測試可靠，體積小巧，便于在實驗室搭建，或者可由授課老師隨身攜帶?；谶@些要求需開發(fā)了一款超微型掃描隧道顯微鏡，滿足這方面的要求。在保證STM實時觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)等功能的同時，便于學(xué)生觀測和驗證量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)， 學(xué)習(xí)掃描隧道顯微鏡的操作和調(diào)試過程，并以之來觀測樣品的表面形貌，學(xué)習(xí)用計算機(jī)軟件處理原始圖像數(shù)據(jù)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種超微型掃描隧道顯微鏡，由于產(chǎn)品采用超微型的設(shè)計，降低了生產(chǎn)所需原材料以及生產(chǎn)成本，提高了測試穩(wěn)定性，減少了周圍環(huán)境對測試的影響，保證了穩(wěn)定的測試效果，具有極高的性價比，同時克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種超微型掃描隧道顯微鏡，包括掃描頭、控制器、防震臺及掃描保護(hù)罩，所述掃描頭與控制器通過電路接口相連接，控制器安裝在防震臺內(nèi)部，防震臺底部的四個角落處分別設(shè)有橡皮腿，掃描頭固定于防震臺的上方，掃描頭上罩有掃描保護(hù)罩，掃描保護(hù)罩上設(shè)有放大鏡，控制器位于掃描頭的下方；控制器與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB接口連接。
所述掃描頭包括探針夾、壓電陶瓷驅(qū)動裝置、樣品臺以及近端信號處理裝置，其中近端信號處理裝置的中部設(shè)有壓電陶瓷驅(qū)動裝置，壓電陶瓷驅(qū)動裝置上安裝有探針夾，探針夾的一側(cè)設(shè)有樣品臺。
本實用新型的有益效果為降低了生產(chǎn)所需原材料以及生產(chǎn)成本，提高了測試穩(wěn)定性，減少了周圍環(huán)境對測試的影響，保證了穩(wěn)定的測試效果，具有極高的性價比。超微型掃描隧道顯微鏡極大程度上減少了儀器體積和重量，使其成為真正的便攜式掃描隧道顯微鏡，既節(jié)省了成本、空間，方便攜帶與演示，又可讓試驗者更方便操作。


下面根據(jù)附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型實施例所述的超微型掃描隧道顯微鏡的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本實用新型實施例所述的超微型掃描隧道顯微鏡的中掃描頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中
1、掃描頭；2、控制器；3、防震臺；4、掃描保護(hù)罩；5、橡皮腿；6、探針夾；7、壓電陶
瓷驅(qū)動裝置；8、樣品臺；9、近端信號處理裝置；10、放大鏡。
具體實施方式
如圖1-2所示，本實用新型實施例所述的一種超微型掃描隧道顯微鏡，包括掃描頭1、控制器2、防震臺3及掃描保護(hù)罩4，所述掃描頭1與控制器2通過電路接口相連接，控制器2安裝在防震臺3內(nèi)部，防震臺3底部的四個角落處分別設(shè)有橡皮腿5，掃描頭1固定于防震臺3的上方，掃描頭1上罩有掃描保護(hù)罩4，掃描保護(hù)罩4上設(shè)有放大鏡10，控制器 2位于掃描頭1的下方，控制器2與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB接口連接；所述掃描頭1包括探針夾6、壓電陶瓷驅(qū)動裝置7、樣品臺8以及近端信號處理裝置9，其中，近端信號處理裝置9的中部設(shè)有壓電陶瓷驅(qū)動裝置7，壓電陶瓷驅(qū)動裝置7上安裝有探針夾6，探針夾6的一側(cè)設(shè)有樣品臺8。
掃描頭1在測試中由掃描保護(hù)罩4與外界隔絕，以屏蔽外界噪音，氣流等的干擾， 掃描保護(hù)罩4上設(shè)計有放大鏡10，方便用戶隨時觀察針尖和樣品的距離；所述控制器2與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB 口連接；所述防震臺3安裝有金屬彈簧加強的橡皮腿5。所述掃描頭 1與控制器2通過電路接口相連接，掃描頭1位于防震臺3以及控制器2的上方，控制器2 安裝在防震臺3內(nèi)部，控制器2提供驅(qū)動掃描頭1的控制信號，對測試電信號進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)化成操作軟件可以讀取的數(shù)字信號。控制器2與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB接口連接。掃描頭1 在測試中由掃描保護(hù)罩4與外界隔絕，以屏蔽外界噪音，氣流等的干擾，掃描保護(hù)罩4上設(shè)計有放大鏡10，方便用戶隨時觀察針尖和樣品的距離。
掃描操作由掃描頭完成，掃描頭如圖2所示。在掃描頭內(nèi)，探針安裝在探針夾6上， 近端信號處理裝置9控制陶瓷驅(qū)動裝置7移動探針進(jìn)行掃描。樣品安裝在樣品臺8上，由位于樣品臺8下方的樣品臺驅(qū)動裝置向探針方向或反方向移動，來完成下針過程，保證探針和樣品之間形成隧道電流的距離。探針夾6、探針、樣品及樣品臺8構(gòu)成隧道電流的通路。 測量的隧道電流將由近端信號處理裝置9傳輸至控制器2。
掃描隧道顯微鏡屬于高科技高精密測試儀器，其中包括合理巧妙的機(jī)械設(shè)計、精密加工的機(jī)械、光學(xué)零部件、高靈敏度的電流測試、控制電路以及控制儀器的電腦操作軟件。本實用新型有效的將掃描頭1、控制器2、防震臺3及掃描保護(hù)罩4采用一體化超微型設(shè)計，控制器2安裝在防震臺3的內(nèi)部，以防震臺3直接為試驗操作平臺，探針，樣品和樣品臺組成隧道電流的通路，在樣品逼近針尖的過程中，每進(jìn)一步都能測試隧道電流，確保正確的樣品以及針尖距離。并使用磁性樣品臺保證樣品與樣品臺的可靠機(jī)械以及電接觸，控制器內(nèi)部電路均采用低壓安全設(shè)計，防震臺底部采用金屬彈簧加強的橡皮腿有效阻止了外界環(huán)境震動噪音對掃描頭的干擾。本實用新型為目前最小的掃描隧道顯微，并具有目前類似產(chǎn)品中最高的性價比和穩(wěn)定可靠的測試結(jié)果，能方便快捷的完成STM試驗，觀測樣品表面形貌、表面原子及分子排列細(xì)節(jié)等。本實用新型作為超微型掃描隧道顯微鏡，順應(yīng)了目前科研和教學(xué)需求發(fā)展方向，其智能性和一體化便捷性可推動STM的應(yīng)用更加廣泛。 本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超微型掃描隧道顯微鏡，包括掃描頭(1)、控制器O)、防震臺(3)及掃描保護(hù)罩 G)，其特征在于所述掃描頭(1)與控制器(2)通過電路接口相連接，控制器(2)安裝在防震臺(3)內(nèi)部，防震臺(3)底部的四個角落處分別設(shè)有橡皮腿(5)，掃描頭(1)固定于防震臺⑶的上方，掃描頭⑴上罩有掃描保護(hù)罩G)，掃描保護(hù)罩⑷上設(shè)有放大鏡(10)；控制器⑵位于掃描頭⑴的下方，控制器⑵與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超微型掃描隧道顯微鏡，其特征在于所述掃描頭(1)包括探針夾(6)、壓電陶瓷驅(qū)動裝置(7)、樣品臺(8)以及近端信號處理裝置(9)，其中近端信號處理裝置(9)的中部設(shè)有壓電陶瓷驅(qū)動裝置(7)，壓電陶瓷驅(qū)動裝置(7)上安裝有探針夾 (6)，探針夾(6)的一側(cè)設(shè)有樣品臺(S)0
專利摘要
本實用新型涉及一種超微型掃描隧道顯微鏡，包括掃描頭、控制器、防震臺及掃描保護(hù)罩，所述掃描頭與控制器通過電路接口相連接，控制器安裝在防震臺內(nèi)部，防震臺底部的四個角落處分別設(shè)有橡皮腿，掃描頭固定于防震臺的上方，掃描頭上罩有掃描保護(hù)罩，掃描保護(hù)罩上設(shè)有放大鏡，控制器位于掃描頭的下方；控制器與計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)USB接口連接。本實用新型的有益效果為降低了生產(chǎn)所需原材料以及生產(chǎn)成本，提高了測試穩(wěn)定性，減少了周圍環(huán)境對測試的影響，保證了穩(wěn)定的測試效果，具有極高的性價比。
文檔編號G01Q60/10GKCN201955352SQ201120052569
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月2日
發(fā)明者盧喀思·昊佤德 申請人:蘇州海茲思納米科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan