用于液体环境的原子力显微镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于液体环境的原子力显微镜，包括：AFM主机、控制系统和计算机处理模块，所述AFM主机包括XY向扫描台、设置在所述XY向扫描台上的Z向扫描台、设置在所述Z向扫描台上的液体盒、设置在所述液体盒上的透明玻璃、设置在所述透明玻璃底部的探针定位块、设置在所述探针定位块上的探针及设置在所述透明玻璃上方的激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器。本实用新型专利技术的用于液体环境检测的原子力显微镜，实现了在全液相环境下样品的扫描检测，本实用新型专利技术结构设计巧妙，消除了气体和液体的界面，避免了液体表面张力和液面抖动对微探针以及激光光路的影响，使激光在液体下对准更加简单，操作更加方便，检测结果更加准确。

Atomic force microscope for liquid environment

The utility model discloses an atomic force microscope for a liquid environment, including a AFM host, a control system and a computer processing module. The AFM host includes a XY to a scanning table, a Z direction scanning table set on the XY scanning table, a liquid box set on the Z to the scanning table, and a liquid box set on the liquid box. A transparent glass, a probe positioning block set at the bottom of the transparent glass, a probe set on the probe positioning block, and a laser, a half lens, a reflector and a four quadrant detector arranged above the transparent glass. The atomic force microscope for liquid environment detection has realized the scanning detection of the sample in the full liquid environment. The utility model has a clever structure design, eliminates the interface between the gas and the liquid, avoids the influence of the liquid surface tension and liquid surface jitter on the microprobe and the light path, so that the laser is in the liquid. Alignment is simpler, more convenient to operate, and more accurate.

【技术实现步骤摘要】
用于液体环境的原子力显微镜
本技术涉及原子力显微镜
，尤其是一种用于液体环境的原子力显微镜。
技术介绍
微纳米技术是近年来崛起的一门新技术，它以极高的分辨率为人类揭示了一个可见的微观世界，使人类认识改造物质世界的手段和能力延伸到原子及分子水平，已成为当今世界活跃的研究热点之一。微纳米技术的兴起和发展，离不开其检测技术和设备。原子力显微镜以分辨率高、适用范围广、样品制备简单，以及能够在各种环境中进行微纳米检测而获得广泛的应用。原子力显微镜目前大多是在空气环境中进行操作的，但是由于空气中存在各种振动以及电子噪音的缘故，要想获得极高的分辨率还是比较困难，一般情况下我们是在真空或者液体环境下进行测试来获得极高的分辨率的。同时还有一些其他的样品，比如生物样品，化学物质或过程，细胞等在空气中无法维持，也是不能进行测试的，它们都是需要在液体环境中进行测试，由此液体环境原子力显微镜应运而生。传统的液体环境原子力显微镜往往只是在待测样品表面滴一些液体，虽然保证了部分生物样品的活性，但是探针及其检测光路极易受到液体表面张力的影响，实际测试起来非常困难，同时由于激光光路在液体中会发生折射，激光很难对准，同时限制了样品的体积和扫描速率。为此，研制开发一种能真正工作于液体环境的原子力显微镜系统很有必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于液体环境的原子力显微镜。本技术是在自主研发的现有的普通原子力显微镜的基础之上，对扫描探头以及扫描反馈系统进行了重新设计，研发了一种新型的用于液体环境检测的原子力显微镜，并且在液体环境中进行了微纳米检测，得到了理想的测试结果。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于液体环境的原子力显微镜，包括：AFM主机、控制系统和计算机处理模块，所述AFM主机包括XY向扫描台、设置在所述XY向扫描台上的Z向扫描台、设置在所述Z向扫描台上的液体盒、盖设在所述液体盒上的盖板、设置在所述盖板中央的透明玻璃、设置在所述液体盒内的探针定位块、固定设置在所述探针定位块上的探针及设置在所述透明玻璃上方的激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器。优选的是，所述控制系统包括与所述四象限探测器连接的信号采集电路、与所述信号采集电路连接的信号处理电路、与所述信号处理电路连接的Z向反馈电路、与所述信号处理电路连接的数模转换器、与所述数模转换器连接的XY扫描控制电路及与所述数模转换器连接的通信模块。优选的是，所述计算机处理模块与所述通信模块连接。优选的是，所述Z向反馈电路还与所述Z向扫描台连接，用于控制所述Z向扫描台的上下移动。优选的是，所述XY扫描控制电路还与所述XY向扫描台连接，用于控制所述XY向扫描台在平面内移动。优选的是，所述半透镜和反光镜设置于所述透明玻璃的正上方，所述激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器沿光路方向依次设置。优选的是，所述盖板中央开口，所述开口上配合设置所述透明玻璃，所述盖板上处于所述透明玻璃的左右两侧对称设置有两调位组件。优选的是，所述调位组件包括由所述盖板表面向下开设的竖槽、一端与所述竖槽连通另一端连通至所述盖板外侧端的横槽、可滑动穿设在所述横槽内的横板、插设在所述竖槽内且底端与所述横板一端连接的竖板、设置在所述竖板的靠近所述透明玻璃的一侧的挡板及设置在所述竖板和挡板之间的弹簧，所述横板的活动端上设置有软胶密封条。优选的是，所述液体盒左右两侧内壁上开设有与所述横板的活动端配合的定位槽，所述盖板上还插设有导通所述液体盒内于外部空气的排液排气管。优选的是，所述Z向扫描台上设置有用于承载待测样品的载物台，所述载物台和Z向扫描台之间设置有用于推动所述载物台上下移动的伸缩杆。本技术的有益效果：本技术的用于液体环境检测的原子力显微镜，在自主研发的现有的普通原子力显微镜的基础之上，对扫描探头以及扫描反馈系统进行了重新设计，实现了在全液相环境下样品的扫描检测，能克服现有的原子力显微镜在液体环境中操作非常困难，激光很难对准等问题；本技术结构设计巧妙，消除了气体和液体的界面，避免了液体表面张力和液面抖动对微探针以及激光光路的影响，使激光在液体下对准更加简单，操作更加方便，检测结果更加准确。附图说明图1为本技术的用于液体环境的原子力显微镜的原理框图。图2为本技术的盖板与液体盒配合安装的结构示意图；图3为本技术的盖板的剖视图；图4为本技术的Z向扫描台与载物台的配合示意图。附图标记说明：1、AFM主机；2、XY向扫描台；3、Z向扫描台；4、液体盒；5、待测样品；6、探针；7、探针定位块；8、透明玻璃；9、激光器；10、半透镜；11、反光镜；12、四象限探测器；13、信号采集电路；14、信号处理电路；15、Z向反馈电路；16、XY扫描控制电路；17、数模转换器；18、通信模块；19、计算机处理模块；30、载物台；31、伸缩杆；40、盖板；41、开口；42、调位组件；43、竖槽；44、横槽；45、横板；46、竖板；47、挡板；48、弹簧；49、软胶密封条；50、排液排气管；51、定位槽。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1-4所示，本实施例的一种用于液体环境的原子力显微镜，包括：AFM(原子力显微镜)主机1、控制系统和计算机处理模块19，AFM主机1包括XY向扫描台2、设置在XY向扫描台2上的Z向扫描台3、设置在Z向扫描台3上的液体盒4、盖设在液体盒4上的盖板40、设置在盖板40中央的透明玻璃8、设置在液体盒8内的探针定位块7，固定设置在探针定位块7上的探针6及设置在透明玻璃8上方的激光器9、半透镜10、反光镜11和四象限探测器12。液体盒4内放置有待测样品5，液体盒4内充满液体，透明玻璃8下表面浸入液体内，探针6处于待测样品5上方，探针6的悬臂贴于待测样品5上方。探针定位块7固定于外部支撑件上，不会随Z向扫描台移动。控制系统包括与四象限探测器12连接的信号采集电路13、与信号采集电路13连接的信号处理电路14、与信号处理电路14连接的Z向反馈电路15、与信号处理电路14连接的数模转换器17、与数模转换器17连接的XY扫描控制电路16及与数模转换器17连接的通信模块18。计算机处理模块19与通信模块18连接。Z向反馈电路15还与Z向扫描台3连接，用于控制Z向扫描台3的移动。XY扫描控制电路16还与XY向扫描台2连接，用于控制XY向扫描台2的移动。半透镜10和反光镜11设置于透明玻璃8的正上方，激光器9、半透镜10、反光镜11和四象限探测器12沿光路方向依次设置，其几何中心处于同一平面。10.根据权利要求3的用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，Z向扫描台上设置有用于承载待测样品的载物台30，载物台30和Z向扫描台之间设置有用于推动载物台30上下移动的伸缩杆31。通过伸缩杆31推动载物台30上下移动，能方便取放载物台30上承载的待测样品。载物台30底部和Z向扫描台上表面开设有用于容纳收缩后的伸缩杆31的容纳槽，伸缩杆31收缩后完全容纳与容纳槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，包括：AFM主机、控制系统和计算机处理模块，所述AFM主机包括XY向扫描台、设置在所述XY向扫描台上的Z向扫描台、设置在所述Z向扫描台上的液体盒、盖设在所述液体盒上的盖板、设置在所述盖板中央的透明玻璃、设置在所述液体盒内的探针定位块、固定设置在所述探针定位块上的探针及设置在所述透明玻璃上方的激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器。

【技术特征摘要】
1.一种用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，包括：AFM主机、控制系统和计算机处理模块，所述AFM主机包括XY向扫描台、设置在所述XY向扫描台上的Z向扫描台、设置在所述Z向扫描台上的液体盒、盖设在所述液体盒上的盖板、设置在所述盖板中央的透明玻璃、设置在所述液体盒内的探针定位块、固定设置在所述探针定位块上的探针及设置在所述透明玻璃上方的激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器。2.根据权利要求1所述的用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，所述控制系统包括与所述四象限探测器连接的信号采集电路、与所述信号采集电路连接的信号处理电路、与所述信号处理电路连接的Z向反馈电路、与所述信号处理电路连接的数模转换器、与所述数模转换器连接的XY扫描控制电路及与所述数模转换器连接的通信模块。3.根据权利要求2所述的用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，所述计算机处理模块与所述通信模块连接。4.根据权利要求3所述的用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，所述Z向反馈电路还与所述Z向扫描台连接，用于控制所述Z向扫描台的上下移动。5.根据权利要求3所述的用于液体环境的原子力显微镜，其特征在于，所述XY扫描控制电路还与所述XY向扫描台连接，用于控制所述XY向扫描台在平面内移...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雄，王矛宏，钱锋，都有为，王辰成，
申请(专利权)人：苏州飞时曼精密仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32