[发明专利]基于原子力显微镜的纳米尺度热导-电畴原位表征装置

权利要求书

1.一种基于原子力显微镜的纳米尺度热导-电畴原位表征装置，其特征在于，包括：

纳米热学-机电信号原子力显微镜原位激励平台，对被测纳米功能材料样品原位激发微区热学-机电信号；

纳米热学-机电信号原位检测平台，对所述微区热学-机电信号进行原位实时检测及数据处理以得到所述被测纳米功能材料样品的微区热导率、电畴结构，并实时显示所述被测纳米功能材料样品的微区热导率、电畴结构的成像表征结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述纳米热学-机电信号原子力显微镜原位激励平台包括：

原子力显微镜平台，磁性底座，热压检测探针，热压参考探针，两个可调电阻，信号发生器，以及热压成像信号输出端口；

所述磁性底座设置在所述原子力显微镜平台上，所述被测纳米功能材料样品置于所述磁性底座上；

所述热压检测探针、热压参考探针、两个可调电阻和信号发生器组成惠斯通电桥；

所述信号发生器产生的激励信号分别通过其微区热学激励信号传输端、微区电学激励信号传输端和所述惠斯通电桥施加于所述热压检测探针；

所述热压检测探针置于所述被测纳米功能材料样品上并与之接触，以检测所述被测纳米功能材料样品的激励点的热学-机电信号；

所述热压成像信号输出端口接收所述热学-机电信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述纳米热学-机电信号原子力显微镜原位激励平台的工作模式为接触模式。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

所述热压检测探针形成为同时具有微区热导、机电信号激励源及检测源功能的结构。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，

所述热压检测探针的工作模式为AFM接触模式，其作为反馈参量的微悬臂形变量为0.1-5nm。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其特征在于，

所述热压检测探针与所述被测纳米功能材料样品互作用接触面积的直径为30-100nm。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，

所述热压检测探针的工作频率范围为100Hz-10kHz，工作电流范围为1mA-100mA。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置，其特征在于，

所述惠斯通电桥中的所述热压检测探针与所述热压参考探针采用差动输入方式相连构成双探针结构。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，

所述纳米热学-机电信号原位检测平台包括依次相连的前端回路处理模块，锁相放大器，数据处理及显示模块，以进行微弱热学信号和电学信号的原位实时检测、处理并显示微区热导率、电畴结构的成像表征结果。