多集成尖端扫描探针显微镜制造技术

用于使用多集成尖端扫描探针显微镜检查来表征样本的装置和系统。多集成尖端(MiT)探针由定位到彼此nm内的两个或更多个整体集成的且可移动的AFM尖端组成，使得能够在真空或周围条件下进行前所未有的微尺度到纳米尺度的探针功能。尖端结构与电容式梳状结构组合，提供无激光、高分辨率、电接入、电断开致动和感测能力以及用于信号放大和降噪操作的与结型场效应晶体管的新颖集成。基于使用支撑齿轮：激光器、纳米定位器和电子器件的堆叠而功能化的多个单个尖端，该“片上平台”方法相对于当前技术来说是典范转移。

【技术实现步骤摘要】
多集成尖端扫描探针显微镜相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月26日提交的、标题为“MultipleIntegratedTipScanningProbeMicroscope”的美国临时专利申请第62/121,174号的优先权，该申请的整个公开内容通过引用并入本文。
本公开整体上涉及一种用于表征薄膜和器件的多集成尖端扫描探针显微镜。
技术介绍
单尖端扫描探针显微镜(SPM)，比如扫描隧穿显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)，是用于调查薄膜材料和器件的结构性质和电子性质的关键工具。例如，这些单尖端SPM使用扫描目标的物理探针来形成薄膜材料或器件的一个或多个图像。然而，单尖端SPM限于静态测量，比如局部态密度和近样本表面效应。结果，存在于薄膜材料和器件中的一系列基本现象是达不到的。仅作为一个例子，薄膜中的错位和颗粒边界的效应不能被表征，因为在纳米尺度上执行跨导(两个尖端之间的传导)测量的能力是关键的差距。跨导将通过提供对于局域态密度、尖端-样本耦合、输运机制、散射相移以及电子的非弹性平均自由程的了解来使得能够更丰富地理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使扫描探针适配器中的至少两个探针尖端对齐的方法，所述方法包括以下步骤：/n提供包括至少两个探针尖端的探针头部；/n用AC或DC信号使样本和所述至少两个探针尖端偏置；/n将所述样本和所述至少两个探针尖端移动成邻近；/n测量来自所述至少两个探针尖端中的每个的电流；/n比较测得的电流以确定所述至少两个探针尖端中的哪个探针尖端，如果有的话，产生了更高的电流；以及/n如果所述至少两个探针尖端中的一个产生了更高的电流，则将所述样本台架和所述探针头部对齐，或者如果从所述至少两个探针测量到相等电流，则确定所述至少两个探针尖端对齐。/n

【技术特征摘要】
20150226 US 62/121,1741.一种使扫描探针适配器中的至少两个探针尖端对齐的方法，所述方法包括以下步骤：
提供包括至少两个探针尖端的探针头部；
用AC或DC信号使样本和所述至少两个探针尖端偏置；
将所述样本和所述至少两个探针尖端移动成邻近；
测量来自所述至少两个探针尖端中的每个的电流；
比较测得的电流以确定所述至少两个探针尖端中的哪个探针尖端，如果有的话，产生了更高的电流；以及
如果所述至少两个探针尖端中的一个产生了更高的电流，则将所述样本台架和所述探针头部对齐，或者如果从所述至少两个探针测量到相等电流，则确定所述至少两个探针尖端对齐。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括重复所述方法、直到从所述至少两个探针尖端测量到相等电流为止的步骤。


3.一种操作扫描探针显微镜的方法，所述方法包括以下步骤：
提供具有至少一个尖端的探针，所述探针包括至少一个整体集成的致动器和传感器，其中所述整体集成的致动器被构造成致动探针尖端并且使探针尖端振荡；以及
使用整体集成的传感器来测量振荡的探针尖端的运动。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个整体集成的致动器和传感器是电容式的、压电式的、压阻式的、或电容式、压电式和压阻式的组合。


5.一种使用扫描探针适配器来表征样本的方法，所述方法包括以下步骤：
提供包括至少两个探针尖端的探针头部；
使所述至少两个探针尖端对齐；
用所述至少两个探针尖端中的至少一个扫描样本以获得第一测量；以及
执行以下操作的至少一个：存储获得的第一测量、发送获得的第一测量以及显示获得的第一测量。


6.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：
使所述样本与所述至少两个探针尖端中的至少一个接触以获得第二测量；
执行以下操作的至少一个：存储获得的第二测量、发送获得的第二测量以及显示获得的第二测量。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二测量是电测量、机械测量、光学测量或化学测量。


8.一种扫描探针适配器，包括：
探针头部，所述探针头部具有至少一个探针尖端；以及
光学显微镜，所述光学显微镜被构造成相对于样本查看所述探针...

【专利技术属性】
技术研发人员：夸梅·安蓬萨，
申请(专利权)人：沙朗特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US