[实用新型]扫描隧道显微镜

说明书

本实用新型属于扫描探针显微镜技术领域。本实用新型解决的技术问题是：现有扫描隧道显微镜使用电扫描管较多，制作和使用都比较复杂，而且体积大，不适合在极端条件下使用。本实用新型的技术方案为：一种扫描隧道显微镜，所述扫描隧道显微镜包括镜体、压电扫描管、以及压电步进马达，镜体内置空腔，压电扫描管和压电步进马达均安装在所述空腔内。本实用新型的有益效果是，制作简便，用1根压电扫描管即可完成实现探针‑样品的粗逼近和扫描，能够在极低温以及强磁场等对扫描隧道显微镜尺寸有较大限制的极端环境中使用。

技术领域

本实用新型属于扫描探针显微镜技术领域，具体涉及一种扫描隧道显微镜。

背景技术

扫描隧道显微镜在表面科学、材料科学和生命科学等领域发挥着举足轻重的作用。压电步进马达是扫描隧道显微镜的关键部件。现有压电步进马达：要么使用6组剪切压电叠堆相互挤压固定中心的滑杆，然后通过控制器和高压放大器输出的6路高压脉冲信号驱动剪切压电叠堆交替滑动以实现步进，这种设计制作较为复杂，工作不稳定，此外，多路驱动信号的高压控制器的购买价格昂贵；要么由3个固定在基座上的同型号的顶部分别粘接有光滑圆珠的压电扫描管支撑着一个样品圆台，其中圆台为一个底部有3个斜面的圆环，通过电压控制3个压电扫描管的伸缩和侧移实现探针-样品的粗逼近，步进完成后，利用置于中心的第4根压电扫描管进行扫描，其马达工作至少需要4根压电扫描管进行扫描，制作和使用都比较复杂，而且体积大，不适合在极端条件下使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种搭建简单实用的扫描隧道显微镜，该扫描隧道显微镜镜体外直径只有15mm，长度为25mm，能够在极低温以及强磁场等对扫描隧道显微镜尺寸有较大限制的极端环境中使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种扫描隧道显微镜，所述扫描隧道显微镜包括镜体、压电扫描管、以及压电步进马达，镜体内置空腔，压电扫描管和压电步进马达均安装在所述空腔内，压电步进马达包括绝缘导轨、滑杆、弹簧片以及圆球，绝缘导轨包括中空端和中空定位端，中空端的一端和中空定位端的一端一体成型，圆球对称粘接在中空端的内部两侧，滑杆安装在绝缘导轨的中心、且与圆球接触，滑杆的两端分别从中空端的另一端以及中空定位端的另一端伸出，弹簧片的一端与中空定位端的内侧粘接，弹簧片的另一端与滑杆接触，中空定位端的外侧与压电扫描管的一端连接，压电扫描管的另一端与空腔内的上端相连，空腔的下端设有样品支架，滑杆靠近样品支架的这端设有探针插座，探针插座内安装探针。

本实用新型与现有技术不同之处在于：本实用新型提供了一种扫描隧道显微镜，该扫描隧道显微镜仅用1根压电扫描管即可完成实现探针-样品的粗逼近和扫描，具有结构简单、体积小的特点，因此，能够在对扫描隧道显微镜尺寸有较大限制的极端环境中使用。

作为本实用新型的改进，圆球通过环氧树脂胶与所述中空端的内部两侧粘接。

这种设计具有制作简便的优势。

作为本实用新型的改进，还包括样品，样品放置在样品支架上。

作为本实用新型的改进，探针采用经过电化学腐蚀获得的钨丝针尖。

这种设计便于探针在极端环境中使用。

作为本实用新型的改进，所述弹簧片为铍铜弹簧片。

作为本实用新型的改进，所述圆球为氮化硅圆球。

作为本实用新型的改进，氮化硅圆球的数量为4个。

这种设计便于圆球挤压固定位于绝缘导轨中心的滑杆。

综上所述，本实用新型的有益效果是：制作简便，用1根压电扫描管即可完成实现探针-样品的粗逼近和扫描，能够在极低温以及强磁场等对扫描隧道显微镜尺寸有较大限制的极端环境中使用。

附图说明