[实用新型]一种科普用原子力显微教具

说明书

本实用新型公开了一种科普用原子力显微教具，包括底座支撑板，通过减震件装配在所述底座支撑板正上方的上支撑板、通过调节螺丝固定于上支撑板正上方的AFM探头；所述上支撑板的上表面上固定有样品台，所述样品台位于所述AFM探头底部探针的正下方，套管可拆卸的固定于所述上支撑板的底部，压电陶瓷扫描管位于所述套管内且位于所述样品台的正下方，所述套管的底面高于所述底座支撑板；所述AFM探头和所述压电陶瓷扫描管与电路模块通讯连接。本实用新型便于拆装，成本低，便于科普教学使用。

技术领域

本实用新型涉及原子力显微镜技术领域，特别是涉及一种科普用原子力显微教具及其工作方法。

背景技术

认识和了解纳米科技需要先进的仪器，20世纪80年代初，扫描探针显微镜的实用新型使得研究人员对纳米世界的观测和操纵成为可能。由于该仪器具有远远超过光学显微镜的分辨率，达到亚纳米级别，成为研究人员探索纳米世界的“眼”和“手”。作为扫描探针显微镜家族中的重要一员，原子力显微镜(AFM)可测试绝缘体、导体、半导体等微纳结构的表面形貌，测试分辨率较高(纵向可达0.01nm)，且测试过程中对被测样品无损坏，获得了广泛应用。然而，传统的原子力显微镜造价极高(百万元)，且操作复杂，非专业科研人员往往无法利用该类仪器观察神奇多彩的纳米世界，也就无法了解纳米科技。

目前市场上的商用AFM大都用于科研工作，仪器体积大、操作复杂，无法有效应用于科普性纳米科技技术的普及，而纳米科技的科普教具也普遍较少。为此，一种结构简单、便于安装和操作的科普型AFM教具十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的原子力显微镜(AFM)造价高，不适用于非专业科研人员的问题，而提供一种科普用原子力显微教具，该教具结构简单、造价低、对操作人员的专业程度无要求，适用于科普性的教学。

本实用新型的另一方面，是提供所述科普用原子力显微教具的工作方法，该方法简便易操作。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种科普用原子力显微教具，其特征在于，包括底座支撑板、通过减震件装配在所述底座支撑板正上方的上支撑板和通过调节螺丝固定于上支撑板正上方的AFM探头；

所述上支撑板的底部固定有可拆卸的套管，所述套管的底面高于所述底座支撑板，所述套管内固定有压电陶瓷扫描管，所述压电陶瓷扫描管的顶部固定有样品台，所述样品台位于所述AFM探头底部探针的正下方且所述样品台受所述压电陶瓷扫描管驱动在X、Y、Z方向移动；

所述AFM探头和所述压电陶瓷扫描管与电路模块通讯连接。

在上述技术方案中，所述上支撑板为一环形板，所述套管固定在所述上支撑板的环内，且所述套管的顶面与所述上支撑板的顶面相齐平，所述套管的底部封口顶部形成一供所述压电陶瓷扫描管嵌入的定位槽。

在上述技术方案中，所述电路模块的型号为KPAFMCC01。

在上述技术方案中，所述AFM探头为基于DVD光学拾取的小型AFM探头。

在上述技术方案中，所述压电陶瓷扫描管为型号为2005的压电陶瓷扫描器，扫描范围15μm×15μm×4.2μm。

在上述技术方案中，所述压电陶瓷扫描管上的引线通过套管侧壁上的引线孔引出后与所述电路模块电连接。引线从引线孔中引出，使得整个线路更加简洁。

在上述技术方案中，所述AFM探头的引线与所述电路模块电连接，所述电路模块通过USB接口连接至上位机。USB连接方式便于插装。

在上述技术方案中，所述样品台为磁铁式样品台，所述样品台粘结固定在所述压电陶瓷扫描管上