[发明专利]探针位置控制系统和方法

权利要求书

1.一种探针位置控制系统，用于在测量样品表面的原子与探针尖端之间的相互作用的同时，对探针与样品的相对位置进行控制，获得样品表面的原子级图像，或者在样品表面上的原子上执行特定操作，所述探针位置控制系统包括：

a)测量装置，用于测量垂直于样品表面方向上的上述相互作用；

b)振荡器，用于在平行于样品表面的两个方向上，分别以频率f₁和f₂相对振荡探针和样品；

c)跟踪器，用于在对探针与样品的相对位置进行控制之前，在探针和样品相对移动时，测量上述相互作用，根据相互作用的测量值，探测频率f₁和f₂消失的特征点，和用于产生探针和样品的相对运动，以跟踪所述特征点；和

d)速度探测器，用于根据由所述跟踪器产生的相对运动量来确定上述相对运动的速度；和

e)校正器，用于利用探测到的速度，来校正对探针与样品相对位置的控制。

2.根据权利要求1所述的探针位置控制系统，其中所述频率f₁和f₂彼此相等。

3.根据权利要求1所述的探针位置控制系统，其中上述两个方向相互垂直，并且频率f₁和f₂具有90度的相差。

4.根据权利要求2所述的探针位置控制系统，其中上述两个方向相互垂直，并且频率f₁和f₂具有90度的相差。

5.根据权利要求1～4之一所述的探针位置控制系统，其中，所述速度探测器探测平行于样品表面的方向上的速度。

6.根据权利要求5所述的探针位置控制系统，其中，所述速度探测器还探测垂直于样品表面的方向上的速度。

7.一种探针位置控制方法，用于在测量样品表面的原子与探针尖端之间的相互作用的同时，对探针与样品的相对位置进行控制，获得样品表面的原子级图像，或者在样品表面上的原子上执行特定操作，所述探针位置控制方法包括以下步骤：

a)在对探针与样品的相对位置进行控制之前，当在平行于样品表面的两个方向上、分别以频率f₁和f₂相对振荡探针和样品时，相对移动所述探针和样品，并且根据垂直于样品表面的方向上的相互作用的测量值，探测频率f₁和f₂消失的特征点；

b)产生探针和样品的相对运动，以跟踪所述特征点，以及根据相对运动量，探测上述相对运动的速度；和

c)利用探测到的速度，校正对探针与样品相对位置的控制。

8.根据权利要求7所述的探针位置控制方法，其中所述频率f₁和f₂彼此相等。

9.根据权利要求7所述的探针位置控制方法，其中上述两个方向相互垂直，并且频率f₁和f₂具有90度的相差。

10.根据权利要求8所述的探针位置控制方法，其中上述两个方向相互垂直，并且频率f₁和f₂具有90度的相差。

11.根据权利要求7～10之一所述的探针位置控制方法，其中在步骤c)中探测平行于样品表面的方向上的速度。

12.根据权利要求11所述的探针位置控制方法，其中在步骤c)中也探测垂直于样品表面的方向上的速度。