The invention relates to a method for detecting multiple probe controlled atmosphere atomic force microscope based on the main steps of the method include according to the experimental requirements, set the atmosphere to pass into the vacuum chamber, and then through the external probe driving device in situ switching with different functions, so as to realize the different functions of the experiment. This method can be used in the same atmosphere of the samples under the in situ Micro Friction and wear, surface morphology, scanning electrical characterization and crystal structure evolution and detection of frictional energy dissipation measurement etc. the different functions of the experiment, without destroying the original experimental atmosphere, effectively avoid the contamination of external environment, and convenient operation, high efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种基于原子力显微镜的可控气氛下的多探针探测方法
本专利技术属于精密仪器领域,尤其涉及一种基于原子力显微镜的可控气氛下的多探针探测方法,该方法能在各种设定的气氛下通过外部驱动装置原位切换具有不同功能的探针,从而在同一气氛下对样品原位实现微观摩擦磨损、表面形貌扫描、电学性能表征、晶体结构演变探测和摩擦能量耗散测量等不同功能的实验。
技术介绍
原子力显微镜作为微纳尺度下研究的重要仪器,广泛应用于微观形貌表征、纳米加工和生命科学等领域。通常情况下,原子力显微镜只能在同一气氛下进行单一功能的实验。随着微纳尺度下研究不断深入,在研究过程中,往往需要在可控气氛下进行不同功能的实验。以饱和酒精蒸汽气氛下单晶硅微观摩擦磨损实验和表面形貌扫描实验为例,首先,在饱和酒精蒸汽气氛下选用Si3N4探针对单晶硅的实验区域进行表面形貌扫描。随后,在饱和酒精蒸汽气氛下选用SiO2探针对单晶硅的实验区域进行微观摩擦磨损。继而,在饱和酒精蒸汽气氛下选用Si3N4探针对单晶硅的微观摩擦磨损实验区域进行表面形貌扫描。最后,综合分析微观摩擦磨损实验中的黏着力和摩擦力以及实验前后的表面形貌,推断得出饱和酒精蒸汽气氛下单晶硅的微观摩擦磨损机理。然而,在进行上述不同功能实验切换过程中,势必会破坏饱和酒精蒸汽气氛,引入大气中的不确定因素(如水蒸气、氧气和颗粒等)。由于单晶硅对环境非常敏感,水蒸气、氧气和颗粒均会对单晶硅产生不同程度的且不可逆的影响,因此可能无法获得真实可靠的实验结果。同时,在进行不同功能实验切换过程中,操作复杂、效率低下,严重制约了微纳尺度下的实验研究。
技术实现思路
针对上述技术问题,本专 ...
【技术保护点】
一种基于原子力显微镜的可控气氛下的多探针探测方法,其特征在于:包括以下步骤:(a)准备实验样品;(b)将具有不同功能的探针安装在多功能组合探针平台上;(c)将实验样品放置在样品台上;(d)将多功能组合探针平台安装在真空腔体上;(e)根据实验要求,向真空腔体内部通入气氛;(f)根据实验要求,通过外部驱动装置依次原位切换具有不同功能的探针,从而实现不同功能的实验;(g)得到实验结果。
【技术特征摘要】
1.一种基于原子力显微镜的可控气氛下的多探针探测方法,其特征在于:包括以下步骤:(a)准备实验样品;(b)将具有不同功能的探针安装在多功能组合探针平台上;(c)将实验样品放置在样品台上;(d)将多功能组合探针平台安装在真空腔体上;(e)根据实验要求,向真空腔体内部通入气氛;(f)根据实验要求,通过外部驱动装置依次原位切换具有不同功能的探针,从而实现不同功能的实验;(g)得到实验结果。2.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的可控气氛下的多探针探测方法,其特征在于:所述步骤(b)中的多功能组合探针平台包括螺旋测微头(1.7)、连接螺旋测微头(1.7)和探针(1.1)的传动装置、以及多组可相互切换的具有不同功能的探针(1.1);传动装置主要包括用于承载探针(1.1)并携其原位切换定位的运动平板(1.2)、连接在运动平板(1.2)一侧的过渡板(1.3)、导轨(1.4)和用于驱动导轨(1.4)的连接板(1.5);所述导轨(1.4)分别与过渡板(1....
【专利技术属性】
技术研发人员:钱林茂,邹乙稼,江亮,余丙军,张超杰,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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