[发明专利]用于操作测量探针的操作设备

说明书

一种用于操作扫描探针显微镜(81)的测量探针(12)的操作设备(50)，其中测量探针(12)包括探针主体(51)和借助于托架(52)与探针主体(51)耦合的探针尖(85)，其中操作设备(50)包括：容纳装置(53)，该容纳装置用于将测量探针(12)容纳在容纳面(54)上；导向结构(55)，在该导向结构中，测量探针(12)可被引导，并且在此，探针主体(51)被至少部分周向地界定了，并且托架(52)和探针尖(85)被无接触地支承；以及输送装置(56)，该输送装置用于沿着导向结构(55)，将测量探针(12)从容纳面(54)输送至目标面(57)。

技术领域

本发明涉及用于操作测量探针的一种操作设备和一种方法，以及一种包括操作设备和扫描探针显微镜的布置结构。

背景技术

扫描力显微镜主要有助于表面的横向或者说竖直高分辨率的研究(特别是表面的地形研究)。在此，具有纳米级小针(也被称为测量探头尖或探针尖)的测量探针(例如包括也被称为悬臂或托架的板簧)被引导越过(即扫描)表面，并且基于悬臂与表面的交互作用探测悬臂的偏转。根据试样的表面特性，根据位置地记录或者说扫描悬臂的偏转，或者说记录或者说扫描探针的跟踪。可以电容性地或者压电地或者借助于光学传感器测量悬臂或者说探针尖的偏转。该方法使得高达原子级分辨率的试样表面的结构研究成为可能。

用于测量的托架(也叫做悬臂)连同探针尖或者测量探头尖一同安装在通常几平方毫米大的悬臂芯片上，而该悬臂芯片也被称为探针主体。在用扫描探针显微镜进行测量之前，又要将该探针主体引入到探针支座上为此预设的凹口中。这一活动大多是手动进行的，并且对使用者提出了高要求，从而避免托架或者说探针尖的损坏或损耗。

常规地，执行手动方法，其中借助于镊子，将探针主体引入到打开的夹紧机构中，然后再次关闭该机构。这需要使用者方面的经验和技巧。

为了方便使用者进行安装，在替代的解决方案中，将包括探针尖的托架连同探针主体一同预安装在支座上，这方便了(现在更大的构件的)操作和安装。然而，这种类型的预制模块在仪器制造方面很昂贵。除此之外，在替换测量探针时，这种模块无法提供足够的灵活性，并且需要高后勤花费，因为必须始终保持大量模块的库存。测量探针的安装难度只是被转移到了前一工作步骤。

因此，传统上始终仍存在挑战，即操作扫描探针显微镜的敏感的测量探针并且在需要时对其进行更换，而无需在此要求使用者的大量技巧或者说无需蒙受损坏或者损毁测量探针的危险。

发明内容

当前发明的目的在于，完成能够简单且防损坏保护地操作扫描探针显微镜的测量探针的可能性。

该目的通过具有根据独立权利要求的特征的主题得以实现。其它实施方案示出在从属权利要求中。

根据当前发明的一种实施方案，完成了一种用于操作扫描探针显微镜的测量探针的操作设备，其中测量探针包括探针主体和借助于托架与探针主体耦合的探针尖，其中操作设备包括：用于将测量探针容纳在容纳面上的容纳装置；导向结构，在该导向结构中，测量探针可被引导，并且在此，探针主体被至少部分周向地界定了，并且托架和探针尖被无接触地支承；以及用于沿着导向结构，将测量探针从容纳面输送至目标面(特别地在目标面的范围内)的输送装置。

根据当前发明的另一实施方案，提供了一种布置结构，其包括：扫描探针显微镜，该扫描探针显微镜用于借助于扫描地感测试样主体的表面来确定关于试样主体的表面信息，其中扫描探针显微镜包括测量探针，其被设置用于扫描地感测试样主体的表面并且包括探针主体和借助于托架与探针主体耦合的探针尖；以及具有上文中描述的特征的用于操作测量探针的操作设备。