[发明专利]一种原子力探针针尖修正系统

说明书

本发明公开了一种原子力探针针尖修正系统，涉及原子力显微镜技术领域，包括：探针偏转检测装置、探针起振压电装置、横纵向力生成装置、针尖模型解析器、探针修正控制器、脉冲冲击修正装置、原子力修正装置、压电扫描器和修正标准装置；待修正探针反射的激光依次经过探针偏转检测装置、探针起振压电装置、横纵向力生成装置和针尖模型解析器，确定针尖附着物的尺寸和方位；探针修正控制器根据针尖附着物的尺寸和方位产生启动信号，通过脉冲冲击修正装置或原子力修正装置，使得针尖附着物从待修正探针上转移到修正标准装置上，实现待修正探针的针尖修正。本发明实现了探针的修正。

技术领域

本发明涉及原子力显微镜技术领域，特别是涉及一种原子力探针针尖修正系统。

背景技术

原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是一种重要的实现原子分辨率成像的显微技术，但实现原子分辨率对其探针要求很高。在原子分辨率方面，探针针尖越“尖”，曲率半径越小，其分辨率越高，理想情况为针尖前端仅有单一原子。但受限于现有精密加工过程(Microfabrication Process，MEMS)工艺批量化生产无法保证针尖的“锐度”，因此在实际的原子力显微镜实验中很难实现原子分辨率成像。现有技术中无法计算探针前端针尖原子堆形态，无法判断是否有针尖附着物，也无法在有针尖附着物的情况下对针尖进行修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种原子力探针针尖修正系统，实现了探针的修正。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种原子力探针针尖修正系统，包括：探针偏转检测装置、探针起振压电装置、横纵向力生成装置、针尖模型解析器、探针修正控制器、脉冲冲击修正装置、原子力修正装置、压电扫描器和修正标准装置；

所述探针偏转检测装置、所述横纵向力生成装置、所述针尖模型解析器和所述探针修正控制器依次连接，所述横纵向力生成装置与所述探针修正控制器连接；

所述探针修正控制器分别与所述脉冲冲击修正装置和所述原子力修正装置连接，所述脉冲冲击修正装置和所述原子力修正装置均与所述压电扫描器连接，所述压电扫描器上设置所述修正标准装置，所述探针起振压电装置上设置待修正探针；

所述探针偏转检测装置用于发出激光，根据待修正探针反射的激光产生横向电压偏移信号和纵向电压偏移信号；

所述横纵向力生成装置用于根据所述横向电压偏移信号和第一参考信号产生横向力，根据所述纵向电压偏移信号和第二参考信号产生纵向力；所述第一参考信号和所述第二参考信号均为与所述待修正探针的共振频率相同的正弦波信号；

所述针尖模型解析器用于根据所述横向力和所述纵向力确定针尖附着物的尺寸和方位；

所述探针修正控制器用于：

根据所述针尖附着物的尺寸和方位确定修正方式，并产生启动信号；所述修正方式包括脉冲冲击修正方式和原子力修正方式；

将所述纵向力发送至所述脉冲冲击修正装置和所述原子力修正装置；

所述脉冲冲击修正装置用于当所述修正方式为所述脉冲冲击修正时，根据所述启动信号和所述纵向力控制所述压电扫描器移动，使得所述修正标准装置处于所述待修正探针的下方；在所述探针起振压电装置起振时，产生调控脉冲，调节所述待修正探针与所述修正标准装置间的电场，使得所述针尖附着物从待修正探针上转移到所述修正标准装置上，实现所述待修正探针的针尖修正；

所述原子力修正装置用于当所述修正方式为所述原子力修正时，根据所述启动信号和所述纵向力控制所述压电扫描器产生带有偏置的水平圆周运动，控制调节所述修正标准装置和所述待修正探针间的竖直距离，使得所述针尖附着物从待修正探针上转移到所述修正标准装置上，从而实现所述待修正探针的针尖修正。