[实用新型]一种用于扫描隧道显微镜的信号检测装置

说明书

一种用于扫描隧道显微镜的信号检测装置，属于扫描隧道显微镜技术领域；本实用新型为了解决现有产品对电磁信号干扰屏蔽不足，更换和剪切针尖过于麻烦，以及缺少侧面光学观察和定位装置等问题；本实用新型包括STM头部和观测装置，STM头部上开有容纳孔，容纳孔内嵌插有探针架，位于STM头部内的探针架上安装有探针，STM头部外部为金属屏蔽壳体；本实用新型极大的方便了扫描隧道显微镜的可操作性，提高了仪器的使用效率。

技术领域

一种用于扫描隧道显微镜的信号检测装置属于扫描隧道显微镜技术领域。

背景技术

扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学中的隧道效应原理，通过探测样品表面原子中电子的隧道电流来分辨样品表面形貌的新型显微装置。用一个极细的、只有原子线度的金属针尖作为探针，将它与被测样品的表面作为两个电极，然后在探针和样品之间施加偏压，当样品表面与针尖非常靠近时，两者之间产生的隧道电流从探针流出，当探针经过样品表面不同的位置，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来，然后通过复杂的软件算法最终便可以得出样品表面的微细形貌。

STM的分辨率非常高，但是只能用来测导电的样品，并且要求样品的表面非常平整。同时STM对环境的要求也非常苛刻，通常是在真空的环境下进行，在空气中由于存在各种电子信号的干扰，会影响到原子间的隧道电流。因此要想在空气中使用STM也能获得良好的图像，对电磁信号的屏蔽非常关键，为了能在空气中也能测试，现有的STM通常采用了一个非常大的金属屏蔽罩，将整个主机全部盖住；STM使用的探针通常是极细的铂铱丝针尖，针尖大小甚至能达到一个原子的大小，为了获得良好的图像，这就需要经常的更换或者剪切针尖，现有的STM都是将整个探头取下来进行更换和剪切针尖，操作比较麻烦。另外当STM工作时，样品表面和针尖是非常接近的（几个纳米），通常这就需要一个光学观察和定位装置，以便实时的观察探针和样品趋近状态。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种用于扫描隧道显微镜的信号检测装置，不仅结构简单、抗干扰能力强、探针更换和剪切方便。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种用于扫描隧道显微镜的信号检测装置，包括STM头部和观测装置， STM头部上开有容纳孔，容纳孔内嵌插有探针架，位于STM头部内的探针架上安装有探针，所述STM头部外部为金属屏蔽壳体。

进一步的，所述探针架一端安装有绝缘套，绝缘套内嵌插有金属套管，探针一端嵌插在金属套管内，探针另一端位于金属套管外部。

进一步的，金属套管与绝缘套之间通过胶水固定连接。

进一步的，所述STM头部内设有信号处理电路和弹簧触点，探针架安装在STM头部内时，弹簧触点分别与探针和信号处理电路建立电连接。

进一步的，所述弹簧触点安装在绝缘板上，探针架安装在STM头部内时，与弹簧触点位置对应处具有导电触片，导电触片通过导线与探针建立电连接。

进一步的，信号处理电路安装在线路板上，线路板上设有接口连接器。

进一步的，所述观测装置包括CCD观察装置，CCD观察装置的一端伸入STM头部内探针位置处。

进一步的，所述STM头部的上具有取放开口，取放开口的位置与容纳孔相对布置在STM头部的两侧。

进一步的，所述位于容纳孔侧的STM头部上帖富有金属盖板，取放开口的开口端设有金属屏蔽盖。

进一步的，探针架和金属屏蔽板均通过磁钢与STM头部固定连接，利用磁钢的磁性将金属盖板和金属屏蔽板牢牢固定在STM头部上。