基于PVDF的轻敲式高灵敏度SPM测头及测量方法技术

技术编号:2518195 阅读:308 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
基于PVDF的轻敲式高灵敏度SPM测头及测量方法,其特征是以PVDF压电薄膜为振动梁、以钨探针为扫描探针;振动梁设置为具有弯曲弧度的简支梁,振动梁的左右两端通过夹持结构分别固定在相对设置的两侧压电驱动器的前端,两侧压电驱动器的后端分别固定在各自的悬臂梁上,悬臂梁呈单端悬置设置在测头架上;扫描探针固定设置在振动梁下表面的中心位置上。本发明专利技术是以振动梁输出的电荷量的改变表征振动梁由所受微测力而导致的振幅变化,在被测面上进行多点微测力轻敲扫描实现对试样表面的测量。本发明专利技术可以实现高空间分辨率、低测量力,适合各种材料,并且可以在空气环境中进行测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米测量装置,更具体地说是一种可用于构成扫描探针显微系统测头,使系 统实现纳米微观形貌测量中垂直方向上纳米分辨力的反馈控制;可构成微纳米三坐标测量机 的纳米定位探头,实现三坐标测量机探头的纳米定位;可用于构成扫描探针显微系统以实现 对柔软易碎试样(如蛋白质分子等生物材料表面)、具有陡峭台阶表面特征的试样(如半导 体硅微器件、微机电设备等)进行纳米级分辨率的非破坏性微观表面形貌测量;以及用于构 成微纳米三坐标测量机探头以实现微机电器件(MEMS)、微机械零件的测量。
技术介绍
近十年来,随着微半导体器件、MEMS、纳米器件等对表面微观形貌测量的高精度要求, 以及DNA、蛋白质分子等生物材料表面测量的非破坏性要求,要求测量仪器不仅具有纳米 级的分辨率,还要具有尽可能小的测量力。常用的触针式轮廓仪是一种广泛应用于机械表面测量、简单且可靠的精密测量仪器,其 测量范围可达到数十毫米,但它的垂直分辨率只能达到数十纳米,且测量过程中触针与被测 表面连续接触,横向测力大,易给表面造成划伤,不适合于软材料及具有陡峭微观结构的表 面测量。共焦显微镜等光学测量系统,虽然具有非接触测量的优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于PVDF的轻敲式高灵敏度SPM测头,其特征是以PVDF压电薄膜为振动梁(6)、以钨探针为扫描探针(7);所述振动梁(6)设置为具有弯曲弧度的简支梁,振动梁(6)的左右两端通过夹持结构(10)分别固定在相对设置的两侧压电驱动器(4)的前端,两侧压电驱动器(4)的后端分别固定在各自的悬臂梁(3)上,悬臂梁(3)呈单端悬置设置在测头架(1)上;所述扫描探针(7)固定设置在振动梁(6)下表面的中心位置上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄强先侯茂盛杨朋桢罗涛张瑜
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:34[中国|安徽]

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