[发明专利]一种扫描探针显微镜中的探针、其制备方法及探测方法有效

专利信息
申请号: 201410494757.0 申请日: 2014-09-24
公开(公告)号: CN105510639B 公开(公告)日: 2018-10-19
发明(设计)人: 陈斌;李润伟;刘宜伟;王保敏 申请(专利权)人: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
主分类号: G01Q60/16 分类号: G01Q60/16;G01Q60/10
代理公司: 宁波元为知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 33291 代理人: 单英
地址: 315201 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要: 发明提供了一种扫描探针显微镜中的探针。该探针由探针臂与针尖组成,针尖由针尖本体,以及依次位于针尖本体表面的薄膜一、薄膜二、薄膜三组成;薄膜一具有导电性;薄膜二具有电绝缘性;薄膜三具有磁性与导电性,或者薄膜三具有导电性;薄膜一与薄膜三的材料不同,并且薄膜一、薄膜二和薄膜三构成热电偶结构。利用该探针能够对多功能材料的磁、电、热多参量进行原位表征,从而能够原位、直观地研究材料的电‑热、磁‑热,以及磁‑电‑热之间的耦合规律与机制。
搜索关键词: 一种 扫描 探针 显微镜 中的 制备 方法 探测
【主权项】:
1.一种利用扫描探针显微镜对样品进行热‑电原位探测的探测方法,其特征是:所述的扫描探针显微镜包括探针、探针驱动单元、电信号施加单元、位移或振动信号采集单元、热学信号采集单元、电信号采集单元以及中心控制单元;所述探针包括探针臂与针尖,所述的针尖由针尖本体与覆盖层组成,覆盖层由位于针尖本体表面的薄膜一、薄膜一表面的薄膜二、薄膜二表面的薄膜三组成;薄膜一具有导电性;薄膜二具有电绝缘性;薄膜三具有磁性与导电性,或者薄膜三具有导电性但不具有磁性;薄膜一与薄膜三的材料不同;并且,薄膜一、薄膜二和薄膜三构成热电偶结构;探针控制单元用于驱动或者控制探针进行位移和/或振动;所述中心控制单元用于初始化系统各单元,控制系统各单元,接收样品的形貌、热、电信号,分析后得到样品的形貌、热、电信号图像;探测方法包括如下步骤步骤1:样品固定于扫描探针显微镜平台,采用探测模式一,将探针位移至初始位置,沿横向对样品表面进行定向扫描,得到样品的形貌图像与电信号图像;步骤2:探针位移至步骤1中的初始位置,采用探测模式二,对样品表面进行步骤1中所述的定向扫描,得到样品的热信号图像;所述的模式一用于探测样品的表面形貌与电信号,具体如下:探针驱动单元驱动探针位移至样品表面某初始位置,探针自该初始位置沿横向对样品表面进行定向扫描,扫描过程中控制探针针尖与样品表面点接触,同时电信号施加单元、薄膜一、薄膜三以及样品形成闭合的电学回路;位移或振动信号采集单元接收探针针尖的纵向位移信号或振动信号,经中心控制单元分析得到样品的形貌信号;同时,电信号施加单元对针尖施加电信号,该电信号流入薄膜一、薄膜三以及样品,形成电压信号,经电信号采集单元得到样品的电信号,经中心控制单元分析得到样品的电信号图像;所述的模式二用于探测样品的热信号,具体如下:电信号施加单元、薄膜一、薄膜三形成闭合的热学回路;探针驱动单元驱动探针位移至样品表面某位置,使针尖与样品表面相接触,电信号施加单元对针尖施加电信号,电流流入针尖并对其进行加热,针尖与样品进行热交换,使热学回路中产生电压信号,经热学信号采集单元得到样品的热信号,经中心控制单元分析得到样品的热信号图像。
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