[实用新型]一种教学型原子力显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种原子力显微镜，特别涉及一种教学型原子力显微镜。

背景技术

1986年，美国科学家Binning、Quate和Gerber发明了第一台原子力显微镜(AFM)。AFM是利用原子间的相互作用力实现观测目的的显微镜。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间作用力来研究物质的表面结构及性质。近年来，随着量子力学及纳米科技的迅速发展，AFM已不再仅作为科研院所专有的研发型设备使用，而是越来越多地被用作大学和中学课堂教学仪器。国内上海、北京等教育领先城市也开始将纳米新科技、新仪器带进学生课堂；国外如欧美等发达国家甚至在中学物理以及科普教育中也提出倡导开展AFM实验以提高学生对抽象的量子物理理论的直观认识和兴趣。

目前市场上的AFM大都用于科研设计，仪器体积较大、模块众多、操作复杂，此类仪器由于在课堂教学中存在诸多不便，如课堂演示和学生操作起来比较繁琐等，故不适用于课堂教学。

基于以上所述，一种结构简单、一体化程度高的教学型原子力显微镜的开发很有必要性。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种集成度和稳定性较高的教学型原子力显微镜，以克服现有产品体积庞大、结构繁琐及操作复杂等缺点。

本实用新型提供一种教学型原子力显微镜，包括防震屏蔽箱1，为一箱体结构，内设若干隔板将所述防震屏蔽箱1分为若干隔断；电子控制系统2，位于所述防震屏蔽箱1内单独一隔断中，且与设于所述防震屏蔽箱1外表面的控制面板3相连；AFM主机，所述AFM主机位于所述防震屏蔽箱1内另一隔断中，包括AFM探头8及AFM底座9，AFM底座9通过马达趋近装置与所述AFM探头8相连接；CCD装置7，位于所述AFM主机上方且与所述AFM主机相连；其中，所述AFM主机及所述CCD装置7均与所述电子控制系统2电连接。

优选地是，所述的一种教学型原子力显微镜，其中所述电子控制系统2位于所述防震屏蔽箱1左侧隔断内，所述AFM主机及CCD装置7位于所述防震屏蔽箱1右侧隔断内；所述防震屏蔽箱1右侧隔断对外设有门装置4，所述防震屏蔽箱1下方隔断为抽屉装置5，所述箱体底端设有若干橡胶腿6。

优选地是，所述的一种教学型原子力显微镜，其中所述电子控制系统2与计算机系统相连接。

优选地是，所述的一种教学型原子力显微镜，其中所述AFM主机放置于所述防震屏蔽箱1内橡胶垫10上。

优选地是，所述的一种教学型原子力显微镜，其中AFM底座9内部设有扫描器、微米移动装置和马达趋近装置，扫描器固定在微米移动装置上。

本实用新型提供的一种教学型原子力显微镜的有益效果：仪器集成化程度高，操作和运输方便；高精度探针定位装置取代手动调节激光使操作更加简洁；自主研发的高压放大电路驱动压电陶瓷扫描器，降低了仪器成本；采用与仪器主机一体化的CCD观测装置和样品微米移动装置使样品定位更加容易，可以快速搜索感兴趣的样品区域；主机采用橡胶垫10和橡胶腿6等更轻巧的防震方式，简单实用；此外还采用了金属屏蔽箱隔音防震。该仪器设计更具人性化，使用和操作方便，性能稳定且具有原子及纳米级的分析能力，适用于大学和中学教学，适合产业化推广。

附图说明

图1为本实用新型所述一种教学型原子力显微镜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种教学型原子力显微镜，包括金属屏蔽隔音箱1、电子控制系统2、控制面板3、门装置4、抽屉装置5、橡胶腿6、CCD装置7、AFM探头8、AFM底座9和橡胶垫10。所述电子控制系统2安装在所述防震屏蔽箱1的左侧，在金属屏蔽隔音箱的左前端设有所述控制面板3，金属屏蔽隔音箱的前端还设有所述门装置4，金属屏蔽隔音箱的底部则设有所述抽屉装置5，所述橡胶腿6安装在金属屏蔽隔音箱的四个脚上，所述AFM探头8和所述AFM底座9共同组成的AFM主机，通过所述橡胶垫10固定在金属屏蔽隔音箱的内部，所述CCD装置7安装在AFM主机上。所述AFM探头8前侧面的中下部靠近边缘处设有探针模块，所述AFM底座9内部设有扫描器、微米移动装置和马达趋近装置，扫描器固定在微米移动装置上，AFM底座9通过马达趋近装置与AFM探头8相连接。所述AFM探头8和所述AFM底座9与所述电子控制系统2相连接，所述电子控制系统2同时连接计算机系统。