[发明专利]一种悬臂梁偏转位移测量装置

说明书

一种悬臂梁偏转位移测量装置，包括一个悬臂梁安装在底座上，底座为绝缘体，悬臂梁为导电体，在悬臂梁的周围安装有至少一个金属探针，金属探针和悬臂梁之间留有距离。金属探针与悬臂梁相对各点作为正负两个电极，两电极在一定距离下会有隧道电流的产生，悬臂梁电极与金属电极之间的距离发生改变，隧道电流的大小也会改变，根据改变的大小将数据输入计算机，将事先对悬臂梁偏转各个角度进行数据收集，存入计算机，再通过计算机存储的角度与距离之间的关系从而得出悬臂梁1受到震动或者冲击时具体偏转的位移变化。那么在液体或气体中的改变也就会得出其相应的改变角度位移的多少了。

技术领域

本发明涉及一种可以测量偏转位移的装置。

背景技术

研究物质的表面结构是凝聚态物理学和其他相关学科所关心的一个重要课题。1982年,IBM苏黎世实验室的GerdBinnig和HeinriChRohrer及其同事成功研制了世界上第一台扫描隧道显微镜(SeanningTunnelingMicr0Scope,简称STM)。扫描隧道显微镜不仅能直接获得样品表面实空间原子级分辨率的结构图像,而且能反映物体表面的三维信息,它为物质的表面结构研究开创了一个崭新的局面,已成为凝聚态物理、化学、生物、材料等实验研究中极其有力的工具。由于STM在各个研究领域中的重要性以及它所取得的重要成就,1986年,STM的发明者GerdBinnig和HeinrichRohrer被授予诺贝尔物理学奖。

STM基本的工作原理是量子理论中的隧道效应，通过探针针尖和样品表面间的隧穿电流来探测探针和样品之间的距离，分辨率达到0.01nm，即可分辨出单个原子。

虽然用隧穿电流来检测偏转角度及位移的方法分辨率很高，但是，目前采用这种方法的仪器没有看到，将隧道效应对距离的敏感性移植到对测量偏转位移的测量的思想是非常新颖的也是前所未有的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是构建悬臂梁的隧道效应实现的条件，提供一种悬臂梁偏转位移测量装置，以突破以往测量偏转位移的局限性问题，该悬臂梁偏转位移测量装置能够把两个电极之间的距离变化用隧穿电流的数值变化来表示，高精度的测量偏转角度的变化。

本发明的目的通过如下技术方案实现，一种悬臂梁偏转位移测量装置，包括一个悬臂梁安装在底座上，底座为绝缘体，悬臂梁为导电体，在悬臂梁的周围安装有至少一个金属探针，金属探针和悬臂梁之间留有距离。

所述导电体包括导电材料的导电体和不导电材料表面粘贴或涂有金属薄膜的导电体。

所述金属探针顶端垂直指向悬臂梁，金属探针顶端与悬臂梁之间的距离为0.01nm-100nm。

所述金属探针顶端尺寸为0.01nm-100nm的针尖形状或近似于针尖形状的多面体或类似圆形。

所述金属探针材料为铂金、钨、铱，或为铂金、钨、铱的合金材料。

所述悬臂梁的截面形状为三角形、圆形、椭圆形、卵形、规则多边形或不规则多边形。

所述悬臂梁周围安装4-12一个金属探针。

所述悬臂梁周围设有电极支架，所述金属探针通过电极支架安装在悬臂梁的周围。