用于多探针STM的分时复用控制装置及多探针STM制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
用于多探针STM的分时复用控制装置及包括其的多探针STM
本专利技术涉及扫描隧道显微镜(STM)领域，具体涉及用于多探针STM的分时复用控制装置及包括其的多探针STM。
技术介绍
扫描隧道显微镜(STM)亦称为“扫描穿隧式显微镜”，是一种利用隧道效应探测物质表面结构的仪器。STM可以观察和定位单个原子，具有原子级的分辨率，在低温下(4K)可以利用STM探针的针尖精确操纵原子，因此它是纳米材料研究领域重要的测量工具。扫描隧道显微镜的工作原理如同一根唱针扫过一张唱片，将一根针尖慢慢地扫过要被分析的材料样品表面。在隧穿电压恒定的情况下，隧穿电流的大小取决于针尖最尖端处的原子与样品表面原子的距离。在恒高模式下，保持针尖恒高，样品表面的起伏表现为隧穿电流的变化，将该信息处理并转换成图像，便可获得样品表面原子的排列状态，即样品的结构信息。在恒流模式下，扫描过程中通过不断调节针尖的高度从而维持恒定隧穿电流，处理针尖高度的变化信息并转换成图像，亦可获得样品的结构信息。四探针扫描隧道显微镜是在一个超高真空腔体内集成四个扫描隧道显微镜系统，每个扫描隧道显微镜都能独立工作，获得材料原子...
【技术保护点】
一种用于多探针STM的分时复用控制装置，所述多探针STM包括一个STM控制单元以及多个STM探针，所述多个STM探针的每一个与一个前置放大器相连，其特征在于，所述分时复用控制装置包括：与每个前置放大器的输出端相连的一个切换子单元，每个切换子单元连接至所述STM控制单元和对应的STM探针；与每个切换子单元相连的一个采样保持子单元；以及切换控制装置，其用于控制每个切换子单元将相连的前置放大器输出的电压信号输出至相连的一个采样保持子单元或所述STM控制单元，将相连的一个采样保持子单元输出的电压和/或所述STM控制单元输出的扫描管驱动电压输出至对应的STM探针的扫描管控制端，以及将...
【技术特征摘要】
1.一种用于多探针STM的分时复用控制装置，所述多探针STM包括一个STM控制单元以及多个STM探针，所述多个STM探针的每一个与一个前置放大器相连，其特征在于，所述分时复用控制装置包括：与每个前置放大器的输出端相连的一个切换子单元，每个切换子单元连接至所述STM控制单元和对应的STM探针；与每个切换子单元相连的一个采样保持子单元；以及切换控制装置，其用于控制每个切换子单元将相连的前置放大器输出的电压信号输出至相连的一个采样保持子单元或所述STM控制单元，将相连的一个采样保持子单元输出的电压和/或所述STM控制单元输出的扫描管驱动电压输出至对应的STM探针的扫描管控制端，以及将所述STM控制单元输出的粗进针驱动电压输出至对应的STM探针的粗进针控制端。2.根据权利要求1所述的用于多探针STM的分时复用控制装置，其特征在于，每个所述切换子单元包括：针尖切换开关，其用于使得相连的前置放大器输出的电压信号输出至相连的一个采样保持子单元或所述STM控制单元；扫描管切换开关，其用于使得相连的一个采样保持子单元输出的电压和/或所述STM控制单元输出的扫描管驱动电压输出至对应的STM探针的扫描管控制端；粗进针切换开关，其用于使得所述STM控制单元输出的粗进针驱动电压输出至对应的STM探针的粗进针控制端。3.根据权利要求2所述的用于多探针STM的分时复用控制装置，其特征在于，所述粗进针切换开关择一地使得所述STM控制单元和相连的一个采样保持子单元连接至对应的STM探针的粗进针控制端。4.根据权利要求3所述的用于多探针STM的分时复用控制装置，其特征在于，每个所述采样保持子单元包括：第一采样装置，用于获得所述STM控制单元输出的扫描管驱动电压的电压数值；第二采样装置，用于获得与其相连的前置放大器的输出电压的电压数值；电压保持装置，用于根据所述第一采样装置获得的电压数值输出数值相等的保持电压，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郇庆，严佳浩，鲍丽宏，高鸿钧，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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