扫描隧道显微镜制造技术

本实用新型专利技术涉及扫描隧道显微镜技术领域，具体涉及一种扫描隧道显微镜。本实用新型专利技术旨在解决现有扫描隧道显微镜存在无法在不同载流子浓度的情况下对样品进行扫描获得样品表面信息的问题。为此目的，本实用新型专利技术的扫描隧道显微镜包括基体，基体上设置有样品台，样品台上可活动地安装有用于承载样品的样品架，样品配置有与之隔断的导电结构，基体上设置有扫描头，扫描头包括扫描探针并配置有驱动装置；扫描隧道显微镜还包括第一电源和第二电源，第一电源的两个电极能够分别与样品和扫描探针电性连接以便在扫描探针与样品之间产生隧穿电流，第二电源的两个电极能够分别与样品和导电结构电性接触以便调节样品的载流子浓度。

【技术实现步骤摘要】
扫描隧道显微镜
本技术涉及扫描隧道显微镜
，具体提供一种扫描隧道显微镜。
技术介绍
扫描隧道显微镜，是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面电子态信息的仪器。将具有原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与探针针尖的距离非常接近时(通常小于1nm)，在外加电场的作用下，电子会穿过真空势垒流向另一极而形成隧穿电流。通过记录针尖与样品表面间隧穿电流的变化便可得到样品表面的信息。通常，电源的两个电极分别与探针和样品连接，用来给样品提供偏压(通常为几伏)，通过测量探针和样品之间的隧穿电流来测量样品的表面电子态。在对样品的性能进行研究过程中，通常需要研究样品具有不同载流子浓度情况下的性能。为了使样品具有不同载流子浓度，需要外加电压以填充电子或空穴的方式来移动费米面至不同的能带结构处(通常为几十伏)。显然，现有的扫描隧道显微镜无法在不同载流子浓度的情况下对样品进行扫描获得样品表面信息。相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即现有扫描隧道显微镜存在无法在不同载流子浓度的情况下对样品进行扫描获得样品表面信息的问题，本技术提供了一种扫描隧道显微镜，所述扫描显微镜包括基体，所述基体上设置有样品台，所述样品台上可活动地安装有用于承载样品的样品架，所述样品配置有与之隔断的导电结构，所述基体上设置有扫描头，所述扫描头包括扫描探针并配置有驱动装置；所述扫描隧道显微镜还包括第一电源和第二电源，所述第一电源的两个电极能够分别与所述样品和所述扫描探针电性连接以便在所述扫描探针与所述样品之间产生隧穿电流，所述第二电源的两个电极能够分别与所述样品和所述导电结构电性接触以便调节所述样品的载流子浓度。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述导电结构设置在所述样品架上，所述第一电源的第一电极与所述扫描探针电性连接，在所述样品架安装至所述样品台时，所述第一电源的第二电极恰好与所述样品电性接触，所述第二电源的第一电极和第二电极恰好与所述导电结构和所述样品电性接触。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述样品台和所述样品架均为导电体，所述样品与所述样品架电性连接，所述样品台上设置有第一对接结构，所述第一对接结构与所述样品台之间设置有第一绝缘结构，所述导电结构配置有与之电性连接的第二对接结构，所述第二电源的第一电极和第二电极分别与所述第一对接结构和所述样品台电性连接，在所述样品架安装至所述样品台时，所述样品台与所述样品架电性接触，所述第一对接结构与所述第二对接结构电性接触。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中,所述样品台和所述样品架均为导电体，所述样品与所述样品架电性连接，所述样品台上设置有第一对接结构，所述第一对接结构与所述样品台之间设置有第一绝缘结构，所述导电结构配置有与之电性连接的第二对接结构，所述第二电源的第一电极与所述第一对接结构电性连接，所述第二电源的第二电极和所述样品台均接地，在所述样品架安装至所述样品台时，所述样品台与所述样品架电性接触，所述第一对接结构与所述第二对接结构电性接触。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述样品架的上表面设置有第二绝缘结构，所述导电结构固定于所述第二绝缘结构上部，所述导电结构的上部设置有第三绝缘结构，所述样品固定在所述第三绝缘结构的上部，所述样品通过导线与所述样品架电性连接。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述样品台包括本体，所述本体上设置有滑槽，所述样品架能够相对所述滑槽滑动。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述第一对接结构包括沿所述样品架的滑出方向延伸的弹性臂，在所述样品架安装至所述样品台的情况下，所述弹性臂与所述第二对接结构抵接，并且所述弹性臂与所述样品台配合夹紧所述样品和所述样品架。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述弹性臂在朝向所述样品架的侧部具有夹持端，在所述样品架安装至所述样品台的情况下，所述夹持端抵接至所述第二对接结构。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述扫描隧道显微镜配置有抽真空装置，所述扫描隧道显微镜包括壳体且所述的壳体内具有腔体，所述抽真空装置能够与所述腔体连通，以便使所述样品台、所述样品架以及所述扫描头容纳于被抽成真空的所述腔体内。在上述扫描隧道显微镜的优选技术方案中，所述第二电源为数字源表。在本技术的优选技术方案中，样品配置有与之隔断的导电结构，扫描隧道显微镜包括第一电源和第二电源，第一电源的两个电极能够分别与样品和扫描探针电性连接以便在扫描探针与样品之间产生隧穿电流，第二电源的两个电极能够分别与样品和所述导电结构电性接触以便调节样品的载流子浓度。通过这样的设置，样品和导电结构形成电容结构，第二电源在样品和导电结构之间施加电压，能够调节样品的载流子浓度，在样品具有不同载流子浓度的情况下，第一电源能够向扫描探针和样品之间施加偏置电压，使扫描探针和样品之间产生隧穿电流，进而能够分析得到样品在不同载流子浓度下的性能参数。附图说明下面参照附图来描述本技术的扫描隧道显微镜。附图中：图1为本技术一种实施例的扫描隧道显微镜的结构示意图；图2为本技术一种实施例的扫描隧道显微镜中样品台和样品架装配后的仰视示意图；图3为本技术一种实施例的扫描隧道显微镜中第一对接结构的结构示意图。附图标记列表:11、底座；12、杜瓦；2、壳体；21、送样口；22、观察窗口；23、液氦出口；24、液氦入口；25、液氦深度传感器接口；26、液氮入口；27、液氮出口；28、状态手柄；3、样品台；31、弹性臂；311、夹持端；32、螺钉；33、耐高压陶瓷垫片；4、样品架；41、云母层；42、硅片；43、二氧化硅层；44、铜块；5、扫描头；51、驱动装置；52、扫描探针；6、样品；61、金电极；62、引线；71、第一电源；72、第二电源。具体实施方式下面参照附图来描述本技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本技术的技术原理，并非旨在限制本技术的保护范围。例如虽然本技术中导电结构为硅层，但是本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，如导电结构也可以是铍铜板、无氧铜板等。显然，调整后的技术方案仍将落入本技术的保护范围。需要说明的是，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描隧道显微镜，其特征在于，所述扫描隧道显微镜包括基体，所述基体上设置有样品台，所述样品台上可活动地安装有用于承载样品的样品架，所述样品配置有与之隔断的导电结构，所述基体上设置有扫描头，所述扫描头包括扫描探针并配置有驱动装置；/n所述扫描隧道显微镜还包括第一电源和第二电源，所述第一电源的两个电极能够分别与所述样品和所述扫描探针电性连接以便在所述扫描探针与所述样品之间产生隧穿电流，所述第二电源的两个电极能够分别与所述样品和所述导电结构电性接触以便调节所述样品的载流子浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种扫描隧道显微镜，其特征在于，所述扫描隧道显微镜包括基体，所述基体上设置有样品台，所述样品台上可活动地安装有用于承载样品的样品架，所述样品配置有与之隔断的导电结构，所述基体上设置有扫描头，所述扫描头包括扫描探针并配置有驱动装置；
所述扫描隧道显微镜还包括第一电源和第二电源，所述第一电源的两个电极能够分别与所述样品和所述扫描探针电性连接以便在所述扫描探针与所述样品之间产生隧穿电流，所述第二电源的两个电极能够分别与所述样品和所述导电结构电性接触以便调节所述样品的载流子浓度。


2.根据权利要求1所述的扫描隧道显微镜，其特征在于，所述导电结构设置在所述样品架上，所述第一电源的第一电极与所述扫描探针电性连接，
在所述样品架安装至所述样品台时，所述第一电源的第二电极恰好与所述样品电性接触，所述第二电源的第一电极和第二电极恰好与所述导电结构和所述样品电性接触。


3.根据权利要求2所述的扫描隧道显微镜，其特征在于，所述样品台和所述样品架均为导电体，所述样品与所述样品架电性连接，所述样品台上设置有第一对接结构，所述第一对接结构与所述样品台之间设置有第一绝缘结构，所述导电结构配置有与之电性连接的第二对接结构，所述第二电源的第一电极和第二电极分别与所述第一对接结构和所述样品台电性连接，
在所述样品架安装至所述样品台时，所述样品台与所述样品架电性接触，所述第一对接结构与所述第二对接结构电性接触。


4.根据权利要求2所述的扫描隧道显微镜，其特征在于，所述样品台和所述样品架均为导电体，所述样品与所述样品架电性连接，所述样品台上设置有第一对接结构，所述第一对接结构与所述样品台之间设置有第一绝缘结构，所述导电结构配置有与之...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，张帅，李思宇，毛金海，高鸿钧，
申请(专利权)人：中国科学院大学，中国科学院物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11