The present invention relates to the field of atomic force microscopy, a method for preparing the AFM tip with current from the power supply U, resistance, current feedback system, between the cantilever and tip, and the tip clearance of samples and samples composed of the feedback loop, the first specific surface of the sample every 100nm has a diameter of 100nm, sag pit depth 30nm, second specific sample surface every 20nm has a high 20nm, the diameter of 10nm projection, first with the first specific samples have spines, and second specific samples of long spines perpendicular to the sample surface; test whether sharp tip parameters: another smooth sample and phase shift the work mode, set an initial amplitude is AO, scanning distance 15nm, set the value to 0.6AO, if in the smooth surface of the phase shift is negative, that is to achieve the test requirements of the sharp needle Tip; if the phase shift is not negative, repeat the power supply to form a high electric field between the sample and the tip.
【技术实现步骤摘要】
一种制备原子力显微镜针尖的方法
本专利技术涉及一种纳米结构的原子力显微镜针尖的制备领域,特别是能够在常温大气条件下直接在原来的针尖上制备符合实验需求的针尖、制备方法简单有效的一种制备原子力显微镜针尖的方法。
技术介绍
原子力显微镜(AtomicForceMicroscope,AFM)是利用原子、分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌的仪器,其基本原理为:通过将一根纳米级尺度的探针固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上,当针尖与样品非常接近时,针尖尖端的原子与样品表面原子之间的作用力会使所述微米级弹性悬臂弯曲,偏离原来的位置;同时,有一束激光照射到悬臂上,并反射到激光监测器中,弹性悬臂的弯曲导致了激光的偏向,由此得到光斑的偏移量,根据该偏移量以及其振动频率、作为反馈信号,经过特定的反馈系统输入计算机中,计算机能够以此来重建三维图像,从而获得样品表面的形貌及成分信息。原子力显微镜可以在不同模式下工作,这些模式主要有接触模式、轻敲模式、侧向力模式等。在接触模式中,针尖从样品表面划过,从悬臂的偏转可以直接分析出表面的高度图。在轻敲模式或侧向力模式中,有信号源以某个外部参考频率驱动悬臂振动,在扫描样品的过程中悬臂振动的频率会改变,振幅、相位和共振等参数与探针和样品间的作用力相关,这些参数相对信号源提供的外部参考的振动的变化可以反映样品的性质。其中,作为轻敲模式的一项扩展技术,相移模式通过检测驱动悬臂探针振动的信号源的相位角与悬臂探针实际振动的相位角之差(即信号源和实际振动的相移)的变化来成像。原子力显微镜(AFM)相对于扫描电子显微镜优势明显,第一,原子力显微镜能够提 ...
【技术保护点】
一种制备原子力显微镜针尖的方法,实现所述方法的装置主要包括电阻(1)、悬臂(2)、针尖(3)、样品(4)、样品与针尖之间的间隙处(5)、刺状物(6)、电流反馈系统(7)、光电反馈系统(8)、压电驱动器(9)、电源U,其中电源U正极连样品(4)、负极依次连电阻(1)、电流反馈系统(7)、悬臂(2)与针尖(3),所述针尖(3)固定于所述悬臂(2)下方,所述样品(4)包括第一特定样品和第二特定样品并位于所述针尖(3)下方;当所述针尖(3)逼近所述样品(4)表面到一定距离时,将所述电源U通过所述电阻(1)加到所述针尖(3),能够在所述样品与针尖之间的间隙处(5)形成一个高电场,从而使得所述针尖(3)前端生长出长度几百纳米的所述刺状物(6),其特征是:具有由所述电源U、电阻(1)、电流反馈系统(7)、悬臂(2)、针尖(3)、样品与针尖之间的间隙处(5)和样品(4)组成的电流反馈回路,当所述电流反馈系统(7)开启工作状态时,能够探测所述针尖(3)与所述样品(4)之间的微弱电流、并将其与预先设定的电流值比较,所述电流反馈系统(7)反馈信号输入所述压电驱动器(9)、能够控制所述针尖(3)与所述样品(4 ...
【技术特征摘要】
1.一种制备原子力显微镜针尖的方法,实现所述方法的装置主要包括电阻(1)、悬臂(2)、针尖(3)、样品(4)、样品与针尖之间的间隙处(5)、刺状物(6)、电流反馈系统(7)、光电反馈系统(8)、压电驱动器(9)、电源U,其中电源U正极连样品(4)、负极依次连电阻(1)、电流反馈系统(7)、悬臂(2)与针尖(3),所述针尖(3)固定于所述悬臂(2)下方,所述样品(4)包括第一特定样品和第二特定样品并位于所述针尖(3)下方;当所述针尖(3)逼近所述样品(4)表面到一定距离时,将所述电源U通过所述电阻(1)加到所述针尖(3),能够在所述样品与针尖之间的间隙处(5)形成一个高电场,从而使得所述针尖(3)前端生长出长度几百纳米的所述刺状物(6),其特征是:具有由所述电源U、电阻(1)、电流反馈系统(7)、悬臂(2)、针尖(3)、样品与针尖之间的间隙处(5)和样品(4)组成的电流反馈回路,当所述电流反馈系统(7)开启工作状态时,能够探测所述针尖(3)与所述样品(4)之间的微弱电流、并将其与预先设定的电流值比较,所述电流反馈系统(7)反馈信号输入所述压电驱动器(9)、能够控制所述针尖(3)与所述样品(4)之间的距离;所述样品(4)的第一特定样品表面具有以阵列排布的倒锥体凹陷坑,每隔100nm有一个直径100nm、深度30nm的凹陷坑,第二特定样品表面具有以阵列排布的突起,每隔20nm有一个高20nm、直径10nm的突起,其具体方法为:初次生长刺状物过程:选用所述第一特定样品,使用原子力显微镜轻敲模式将所述针尖(3)水平移动至所述凹陷坑上方位置,关闭光电反馈系统(8),开启电流反馈系统(7),电流设定值为1pA,接下来开启所述电源U,并使电源U的输出电压在2秒时间内从0增加到20V到90V之间的某个特定值,保持2秒后关闭电源U,相比平整的样品表面,针尖处于凹陷坑位置时聚焦电场更强,更容易产生所述刺状物(6),为了使刺状物生长得更长,使用所述第一特定样品,完成初次生长刺状物过程后,使用原子力显微镜轻敲模式将所述针尖(3)水平移动到所述第一特定样...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵永建,方晓华,张向平,
申请(专利权)人:金华职业技术学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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