壓電力顯微鏡探針的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及壓電力顯微鏡探針，特別是一種壓電力顯微鏡探針。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電力顯微鏡基于逆壓電效應(yīng)，傳統(tǒng)導(dǎo)電探針(如下圖)與樣品直接接觸，通過使用交變的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行激勵(lì)，從而導(dǎo)致樣品的周期振動(dòng)，微小的振動(dòng)信息通過鎖相放大器的解調(diào)可以得到壓電的振幅與位相，振幅信息可以提供樣品振動(dòng)強(qiáng)度的信息，而位相信息可以提供樣品疇區(qū)極化取向的信息。
[0003]通常壓電力顯微鏡的成像要求驅(qū)動(dòng)電壓的強(qiáng)度比樣品的矯頑場(chǎng)低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，以避免驅(qū)動(dòng)電壓引起的疇區(qū)結(jié)構(gòu)變化，驅(qū)動(dòng)頻率通常限定在針尖第一接觸共振頻率以下，以減小共振下形貌信息對(duì)于壓電力顯微鏡壓電信號(hào)成像的干擾，這對(duì)于壓電系數(shù)比較大的材料，例如鈮酸鋰單晶、鋯鈦酸鉛陶瓷(100-400 pm/V)等，是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但是針對(duì)壓電系數(shù)比較小(1-10 pm/V)的材料，如II1-V族氮化物、生物高分子材料等，為了增強(qiáng)成像信號(hào)強(qiáng)度，共振增強(qiáng)技術(shù)被引進(jìn)到壓電力顯微鏡成像中來，其工作在針尖樣品系統(tǒng)的接觸共振頻率附近，但是信號(hào)強(qiáng)度往往還是很低，給壓電力顯微鏡成像中信號(hào)的采集與分析造成了困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在解決壓電力顯微鏡在壓電系數(shù)較低的材料中成像信號(hào)強(qiáng)度過低的問題，從而提供一種可增強(qiáng)壓電力顯微成像信號(hào)強(qiáng)度的壓電力顯微鏡探針。
[0005]本實(shí)用新型解決所述問題，采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種壓電力顯微鏡探針，包括懸臂板，探針，懸臂板前端連接縱板，懸臂板與縱板連接構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)，縱板上裝有探針。
[0007]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)是:
[0008]增強(qiáng)了壓電力顯微鏡在壓電系數(shù)較低的材料中成像時(shí)的成像信號(hào)強(qiáng)度，避免了因成像信號(hào)過低給壓電力顯微鏡成像中信號(hào)的采集與分析造成困難。
[0009]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0010]探針呈四棱錐體結(jié)構(gòu)；四棱錐體結(jié)構(gòu)的中心線與縱板的下平面相垂直設(shè)置。
[0011]縱板與懸臂板的厚度相同并且兩者的底面位于同一水平面上。
[0012]縱板與懸臂板、以及探針的所有平面分別涂覆有鉑金涂層。
[0013]縱板置于懸臂板的對(duì)稱中心上，縱板相對(duì)于懸臂板呈懸臂狀態(tài)的左、右部位分別呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖2的仰視圖。
[0017]圖4是圖2的側(cè)視圖。
[0018]圖5是傳統(tǒng)探針用于水平方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0019]圖6是傳統(tǒng)探針用于水平方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力豎直反饋信號(hào)圖。
[0020]圖7是本實(shí)用新型探針用于水平方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0021]圖8是本實(shí)用新型探針用于水平方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0022]圖9是傳統(tǒng)探針用于豎直方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0023]圖10是傳統(tǒng)探針用于豎直方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力豎直反饋信號(hào)圖。
[0024]圖11是本實(shí)用新型探針用于豎直方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0025]圖12是本實(shí)用新型探針用于豎直方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料采集壓電力水平反饋信號(hào)圖。
[0026]圖中:懸臂板1，縱板2，縱板左懸臂201、縱板右懸臂202、探針3。
[0027]【具體實(shí)施方式】:
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，目的僅在于更好地理解本【實(shí)用新型內(nèi)容】，因此，所舉之例并不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0029]參見圖2至4，懸臂板1與縱板2連接構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)，縱板2上裝有探針3，探針3呈四棱錐體結(jié)構(gòu)，四棱錐體結(jié)構(gòu)的中心線與縱板2的下平面相垂直設(shè)置，
[0030]縱板2與懸臂板1的厚度相同并且兩者的底面位于同一水平面上，縱板2與懸臂板1以及探針3的所有平面分別涂覆有鉑金涂層，縱板2置于懸臂板1的對(duì)稱中心上，縱板2相對(duì)于懸臂板1呈懸臂狀態(tài)的左、右部位分別呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，即:縱板左懸臂201、縱板右懸臂202。
[0031]參見圖5、圖6、圖7、圖8，為本實(shí)用新型探針和傳統(tǒng)探針用于水平方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料壓電力成像的信號(hào)采集結(jié)果，本實(shí)用新型探針長(zhǎng)方體平臺(tái)上采集得到的壓電力豎直(out of plane)反饋信號(hào)比傳統(tǒng)探針采集得到的壓電力豎直(out of plane)反饋信號(hào)增強(qiáng)一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0032]參見圖9、圖10、圖11、圖12為本實(shí)用新型探針和傳統(tǒng)探針用于豎直方向疇區(qū)結(jié)構(gòu)鐵電材料壓電力成像的信號(hào)采集結(jié)果，本實(shí)用新型探針采集得到的壓電力水平(in plane)反饋信號(hào)比在傳統(tǒng)探針采集得到的壓電力水平(in plane)反饋信號(hào)增強(qiáng)一個(gè)數(shù)量級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電力顯微鏡探針，包括懸臂板，探針，其特征在于:懸臂板前端連接縱板，懸臂板與縱板連接構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)，縱板上裝有探針。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電力顯微鏡探針，其特征在于:探針呈四棱錐體結(jié)構(gòu)；四棱錐體結(jié)構(gòu)的中心線與縱板的下平面相垂直設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電力顯微鏡探針，其特征在于:縱板與懸臂板的厚度相同并且兩者的底面位于同一水平面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電力顯微鏡探針，其特征在于:縱板與懸臂板、以及探針的所有平面分別涂覆有鉑金涂層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電力顯微鏡探針，其特征在于:縱板置于懸臂板的對(duì)稱中心上，縱板相對(duì)于懸臂板呈懸臂狀態(tài)的左、右部位分別呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及壓電力顯微鏡探針，特別是一種壓電力顯微鏡探針。包括懸臂板，探針，懸臂板前端連接縱板，懸臂板與縱板連接構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)，縱板上裝有探針。本實(shí)用新型增強(qiáng)了壓電力顯微鏡在壓電系數(shù)較低的材料中成像時(shí)的成像信號(hào)強(qiáng)度，避免了因成像信號(hào)過低給壓電力顯微鏡成像中信號(hào)的采集與分析造成困難。
【IPC分類】G01Q60/00
【公開號(hào)】CN204989226
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520391892
【發(fā)明人】薄惠豐, 胡鴻奎, 張占新, 魏環(huán)
【申請(qǐng)人】華北理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日