[发明专利]扫描探针显微镜（SPM）针尖

说明书

本发明涉及一种用于对扫描探针显微镜(SPM)针尖进行改型的方法、能够通过该方法获得的经改型的SPM针尖、经改型的SPM针尖、经改型的SPM针尖的用途、包括经改型的SPM针尖的扫描探针以及该扫描探针的用途。

技术领域

本发明涉及扫描探针显微镜(scanning probe microscope，SPM)针尖的领域。更具体地，本发明涉及用于对扫描探针显微镜(SPM)针尖进行改型的方法、扫描探针显微镜(SPM)针尖、扫描探针及其用途。

背景技术

扫描探针显微镜(SPM)以及特别地与光谱技术比如、针尖增强拉曼光谱(TipEnhanced Raman Spectroscopy，TERS)、散射近场光学显微镜(Scattering Near-fieldOptical Microscopy，SNOM)和傅立叶变换红外(Fourier Transform Infrared，FTIR)结合的扫描探针显微镜(SPM)需要持续供应带有改进特征的新型SPM针尖。然而，经改型的SPM针尖生产是昂贵的，并且通常经改型的SPM针尖具有减小的工作寿命。

一些作者已经描述了用纳米粒子改型的原子力显微镜(Atomic ForceMicroscopy，AFM)针尖。专利申请No.EP2570815A1描述了通过对由离子簇源生成的纳米粒子进行沉积而涂覆的针尖。尽管纳米粒子涂覆的AFM针尖的形貌分辨率有所改进，但是所述经改型的针尖具有若干缺点、比如针尖的性能在某些AFM应用(比如静电力显微镜(Electrostatic Force Microscopy，EFM)、开尔文探针力显微镜(Kelvin Probe ForceMicroscopy，KPFM)、导电原子力显微镜(Conductive Atomic Force Microscopy，C-AFM)、压电力显微镜(Piezo Force Microscopy，PFM)、针尖增强拉曼光谱(TERS)、散射扫描近场光学显微镜(scattering-Scanning Near-Field Optical Microscopy，s-SNOM)、针尖增强光致发光(Tip Enhanced Photolumiscence，TEPL)、针尖增强荧光(Tip EnhancedFluorescence，TEF)、光热红外光谱(Photothermal Infrared Spectroscopy，PTIR)、纳米级傅立叶变换红外(nanoscale Fourier transform infrared，nano-FTIR)和光诱导力显微镜(Photo-Induced Force Microscopy，PiFM)原子力显微镜技术)中缺乏显著改进。

替代性地，专利申请WO2020/053358描述了带有包括纳米粒子簇的尖端的涂覆针尖。此外，针尖的侧部由少数分散的纳米粒子涂覆。此外，WO2020/053358描述的是在尖端簇与涂覆针尖侧部的分散的纳米粒子之间不存在物理接触。在WO2020/053358中描述的涂覆方法的主要缺点是其可能导致针尖的损坏并且增加制造方法的总成本。此外，WO2020/053358的经涂覆的针尖将不会示出信号在某些AFM应用中的显著增强。

因此，存在对于带有改进的特征和质量的新型SPM针尖的明确需要。特别地，改进在不同原子力显微镜技术、强度、耐久性方面的性能并且减少制造成本。

发明内容

本发明的作者已经研发了经改型的扫描探针显微镜(SPM)针尖、包括经改型的SPM针尖的扫描探针及其用途、以及用于对所述SPM针尖进行改型的方法。特别地，已经观察到的是，本发明的经改型的SPM针尖具有优于先前的SPM针尖、特别地在原子力显微镜中且更特别地在针尖增强拉曼光谱(TERS)中的SPM针尖的惊人的性能改进。

因此，本发明的第一方面针对一种用于对扫描探针显微镜(SPM)针尖进行改型的方法，该方法包括下述步骤：

(a)提供

-纳米粒子束；