[实用新型]一种用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器。

背景技术

压电陶瓷管扫描器是扫描探针显微镜的核心组成部分之一。几乎所有的扫描探针显微镜都使用压电陶瓷扫描器进行扫描成像。压电陶瓷扫描器主要有三角架型、单管型和十字架配合单管型等。目前应用最为广泛的是单管型压电陶瓷扫描器。目前市场上用于SPM的压电陶瓷管扫描器一般通过一个单管型压电陶瓷管实现对XY和Z方向的控制，但是每组导电层所加电压为极性相反的电压，所以每组导电层会形成一个寄生电容，所以当控制Z方向运动时，由于寄生电容的耦合作用，XY方向的电压波形会受到干扰；控制Z方向的电压加在导电层上，极性相反的控制XY方向的两组电压会在管的中心形成零位电压，并作为控制Z方向的零位电压。因制作工艺的限制，零位电压并非在管的中心线上，从而在控制Z方向运动时产生电压干扰。因此每组的两电层间存在分布电容干扰和电压干扰(没有零位点)，从而使XY方向和Z方向运动存在耦合。

扫描探针显微镜是一个极灵敏而精密的系统，它可以观察和测量到一个原子的位置及分布状态，一个极小的干扰便会影响测量结果。显然巳有的扫描器不能满足要求

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于扫描探针显微镜的压电陶瓷管扫描器，以克服现有产品XY方向与Z方向运动存在耦合，影响对压电陶瓷扫描器的控制的不足，以提高测量精度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于扫描探针显微镜的压电陶瓷管扫描器，主要包括外壳、压电陶瓷管I、压电陶瓷管II、导电基座和塑胶导线，所述外壳上具有一凸缘形成的安装平台，外壳内侧固定支架，所述压电陶瓷管位于外壳的内筒中，压电陶瓷管I固定在支架上，压电陶瓷管I的内外表面分别涂有相互对应的4个导电层，压电陶瓷管I通过绝缘套座与压电陶瓷管II连接，压电陶瓷管II内外表面分别涂有导电层，压电陶瓷管II与导电基座通过绝缘套相连，压电陶瓷管II与外壳之间固定有避震环，所述外壳的扫描端的内壁形成一凸台，凸台内置放磁粒，导电基座固定于外壳内筒中央的扫描端，塑胶导线自压电陶瓷管的不同导电层引出。

本实用型的有益效果为：将定长的压电陶瓷管分为等长的两段，一段专门用来控制XY方向，一段专门控制Z方向，由于X-Y方向和Z方向控制电极完全分开，因此使原来由于做在一个陶瓷管上电极间的电容效应而产生的相互干扰消除；另外，压电陶瓷管的电致伸缩与管子的几何长度和激励电压成正比，为了分开X-Y与Z方向激励电极，而不改变原来扫描器的结构尺寸，所以X-Y管和Z管尺寸各仅为原尺寸的一半长度。但由于采取增加了电极数，使每个方向的电压加倍，因此伸缩的长度也加倍。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器的压电陶瓷管-1的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述的用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器的压电陶瓷管-2的结构示意图。

图4是本实用新型实施例所述的用于扫描探针显微镜的压电陶瓷扫描器的X-Y陶瓷管位移示意图。

图中：

1、外壳；2、压电陶瓷管I；21、导电层；22、导电层；23、导电层；24、导电层；25、导电层；26、导电层；27、导电层；28、导电层；29、绝缘层；3、压电陶瓷管II；31、绝缘层；32、导电层；33、导电层；4、导电基座；41、导电基座位移幅度；5、塑胶导线；6、安装平台；7、支架；8、绝缘套；9、避震环；10、扫描端；11、磁粒；12、X-Y管的位移幅度；13、导电基座的位移。

具体实施方式