压电陶瓷激励装置及原子力显微镜、表面力场探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压电陶瓷激励装置，包括：第一压电陶瓷、第一垫片以及第二压电陶瓷组件层叠设置，第一垫片设置于第一压电陶瓷与第二压电陶瓷组件之间；第一压电陶瓷用于接收第一电信号，并在第一电信号激励下进行纵向挠曲振动；第二压电陶瓷组件用于接收第二电信号组，并在第二电信号组激励下进行横向扭转振动。通过采用压电陶瓷堆叠方式，利用不同电信号对压电陶瓷激励装置中不同的压电陶瓷进行激励，使得压电陶瓷激励装置可同时进行横向和纵向的合振动。该压电陶瓷激励装置可用于原子力显微镜，使其进行横向和纵向的非接触相互作用力的测量，从而增加原子力显微镜的空间分辨率。本发明专利技术还公开了一种原子力显微镜、表面力场探测装置及探测方法。

【技术实现步骤摘要】
压电陶瓷激励装置及原子力显微镜、表面力场探测装置
本专利技术涉及显微镜领域，特别是涉及一种压电陶瓷激励装置及原子力显微镜、表面力场探测装置及探测方法。
技术介绍
自1986年原子力显微镜专利技术以来，它已经成为物理、材料、生物等许多纳米科技领域的重要工具。原子力显微镜技术不断更新，在提高空间分辨率、区别材料性质和多环境测量等方面引起了国内外的广泛兴趣。近年来发展的高次谐波技术和多频原子力技术，依靠分析探针的振动响应和振动形式来实现样品的精细表征。这些技术不仅关注了基础本征频率的信号，同时关注了高阶本征频率的信号，重构了探针和样品的相互作用力信息。然而，在传统的原子力显微镜技术中，原子力显微镜采用接触模式进行相互作用力测量，根据四象限信号可以测得探针和样品接触情况下所受的横向摩擦力和纵向压力。但是，上述接触式的测量方法导致原子力显微镜的空间分辨率不高，并且无法测量非接触状态的空间力场。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述原子力显微镜空间分辨率不高的问题，提供一种空间分辨率高的压电陶瓷激励装置及原子力显微镜、表面力场探测装置及探测方法。一种压电陶瓷激励装置，所述压电陶瓷激励装置包括：第一压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电陶瓷激励装置，其特征在于，所述压电陶瓷激励装置包括：第一压电陶瓷(102)、第二压电陶瓷组件(103)及第一垫片(101)；所述第一压电陶瓷(102)、所述第一垫片(101)以及所述第二压电陶瓷组件(103)层叠设置，所述第一垫片(101)设置于所述第一压电陶瓷(102)与第二压电陶瓷组件(103)之间；所述第一压电陶瓷(102)用于接收第一电信号，并在所述第一电信号激励下进行纵向挠曲振动；所述第二压电陶瓷组件(103)用于接收第二电信号组，并在所述第二电信号组激励下进行横向扭转振动。

【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷激励装置，其特征在于，所述压电陶瓷激励装置包括：第一压电陶瓷(102)、第二压电陶瓷组件(103)及第一垫片(101)；所述第一压电陶瓷(102)、所述第一垫片(101)以及所述第二压电陶瓷组件(103)层叠设置，所述第一垫片(101)设置于所述第一压电陶瓷(102)与第二压电陶瓷组件(103)之间；所述第一压电陶瓷(102)用于接收第一电信号，并在所述第一电信号激励下进行纵向挠曲振动；所述第二压电陶瓷组件(103)用于接收第二电信号组，并在所述第二电信号组激励下进行横向扭转振动。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷激励装置，其特征在于，所述第二压电陶瓷组件(103)包括第三压电陶瓷(1032)和第四压电陶瓷(1034)，所述第三压电陶瓷(1032)与第四压电陶瓷(1034)相对且间隔放置，所述第二电信号组包括相位相反的第三电信号和第四电信号，所述第三压电陶瓷(1032)用于接收第三电信号，所述第四压电陶瓷(1034)用于接收第四电信号，且所述第三压电陶瓷(1032)与第四压电陶瓷(1034)通过所述第一垫片(101)与所述第一压电陶瓷(102)间隔设置。3.根据权利要求1所述的压电陶瓷激励装置，其特征在于，所述第三压电陶瓷(1032)与第四压电陶瓷(1034)设置于所述第一垫片(101)远离所述第一压电陶瓷(102)的表面，且间隔设置于所述第一垫片(101)相对的两个边缘。4.一种原子力显微镜，其特征在于，包括：权利要求1-3中任意一项所述的压电陶瓷激励装置(100)；探针部件(200)，与所述压电陶瓷激励装置(100)连接，且所述探针部件(200)能够接收压电陶瓷激励装置(100)的振动方式，并在所述振动方式的激励下进行振动。5.根据权利要求4所述的原子力显微镜，其特征在于，所述探针部件(200)包括探针(210)与探针座(220)，所述探针(210)包括悬臂梁(212)、分别与悬臂梁(212)连接的针尖(214)和探针基板(216)，所述探针(210)能够相对于探针座(220)自由伸出；所述探针座(220)能够接收压电陶瓷激励装置(100)的振动方式，并通过所述探针基板(216)和悬臂梁(212)传递所述振动方式以激励针尖(214)进行振动。6.根据权利要求5所述的原子力显微镜，其特征在于，所述第一压电陶瓷(102)与所述探针座(220)贴合设置，所述第一垫片(101)及第二压电陶瓷组件(103)依次层叠设置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：师帅，郭丹，谭新峰，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11