一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法技术

本发明专利技术公开了一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，包括以下步骤：在所述悬臂梁上涂有刚度调节层，形成悬臂梁‑涂层复合件；通过改变所述刚度调节层的温度以改变悬臂梁‑涂层复合件的刚度。能够实时调节探针刚度，不需频繁更换探针，减少探针损耗，调节范围大，工作范围广，稳定性好。

A real-time adjustment method of probe stiffness for AFM

【技术实现步骤摘要】
一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法
本专利技术涉及原子力显微镜
，具体涉及一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法。
技术介绍
原子力显微镜采用特制的微小探针在样品材料表面左右和前后方向扫描，并利用扫描器在垂直方向微调能力，保持探针与材料表面的作用力在扫描过程中保持固定。记录扫描过程中每一点的垂直微调距离，材料表面三维形貌可以被表征。同时，原子力显微镜将探针针尖压入和压出材料表面，通过传感器获取力-位移曲线，并计算曲线能够获得被测材料杨氏模量和硬度。不同于传统拉伸、压缩和弯曲试验需要将被测材料加工成标准尺寸形状，纳米压痕试验根据纳米压头形状和尖端尺寸，能够直接作用于任何尺寸和形状的材料，属于直接试验，被广泛应用于微/纳米尺度材料力学性能测试。原子力显微镜根据工作模式需要选择合适刚度的探针。例如：当原子力显微镜选择接触模式成像，探针的刚度范围可选择在0.1N/m-1N/m。当原子力显微镜对生物材料进行成像，探针的刚度范围可选择在0.01N/m-0.5N/m。当原子力显微镜选择非接触模式成像，探针的刚度可选择在50N/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，所述探针包括悬臂梁和针尖，其特征在于，包括以下步骤:/n在所述悬臂梁上涂有刚度调节层，形成悬臂梁-涂层复合件；/n通过改变所述刚度调节层的温度以改变悬臂梁-涂层复合件的刚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，所述探针包括悬臂梁和针尖，其特征在于，包括以下步骤:
在所述悬臂梁上涂有刚度调节层，形成悬臂梁-涂层复合件；
通过改变所述刚度调节层的温度以改变悬臂梁-涂层复合件的刚度。


2.如权利要求1所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述刚度调节层为金属层，所述金属层的熔点低于所述悬臂梁的熔点。


3.如权利要求2所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述金属层为铟、铋、锡、金中的一种或多种组成的合金。


4.如权利要求2所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述刚度调节层通过涂覆法、电子束溅射法、化学气相沉积法或聚焦离子束沉积法制备。


5.如权利要求2所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述“通过改变所述刚度调节层的温度以改变悬臂梁-涂层复合件的刚度”，具体包括以下步骤：
加热探针，所述悬臂梁上金属层熔化，得到熔融状态下的金属液；
振动探针以使得金属液均匀铺设在悬臂梁外壁上；
冷却金属液，所述金属液在悬臂梁表面凝固成型。


6.如权利要求5所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述“振动探针以使得金属液均匀铺设在悬臂梁外壁上”中，所述探针的振动频率为5khz-20khz，所述探针的振动幅度为3-5μm。


7.如权利要求5所述的原子力显微镜的探针的刚度实时调节方法，其特征在于，所述“冷却金属液”，冷却速度小于10℃/s。


8.如权利要求5所述的原...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈科纶，谷森，孙钰，汝长海，朱军辉，
申请(专利权)人：江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32