一种空间扫描探针显微镜制造技术

本发明专利技术公开了一种空间扫描探针显微镜，属于显微镜领域，目前的扫描探针显微镜缺点在于只能看到材料表面的形貌特点，但材料内部的原子特点无法进行观测，多种材料混合时就无法进行观测内部特点。本发明专利技术提出了一种通过原子层沉积技术构建材料空间结构的扫描探针显微镜。这样就可以观测到多种材料混合时内部原子空间分布。

【技术实现步骤摘要】
一种空间扫描探针显微镜
本专利技术属于显微镜领域，涉及一种空间扫描探针显微镜。
技术介绍
扫描探针显微镜是一种通过探针扫描材料表面，然后根据量子邃穿效应或范德瓦尔斯力读出不同的电流信号，最后通过计算机构建图像的显微镜技术。目前的技术缺点在于只能看到材料表面的形貌特点，但材料内部的原子特点无法进行观测，多种材料混合时就无法进行观测内部原子特点及空间分布。原子层沉积技术(Atomiclayerdeposition，简称ALD)是一种前驱体气体和反应气体速率可控的交替进入基底，在其表面发生物理和化学吸附或表面饱和反应，将物质以单原子膜的形式一层一层沉积在基底表面的技术。
技术实现思路
本专利技术针对多种材料混合时无法观测内部原子特点及空间分布的问题，提出了一种通过ALD技术构建材料空间结构的扫描探针显微镜，称为空间扫描探针显微镜，简称ALD-SSTM和ALD-SAFM两大类。设ALD技术制备n种材料混合的材料ABCD……各代表其中的一种材料。A材料通过ALD技术制备的原子层数，用A1A2代表A材料的两层原子膜，A1A2A3代表A材料的三层原子膜，A1A2A3...An代表A材料的n层原子膜。<代表左边的表面可观测，>代表右边的表面可观测。例如<A1A2B1B2B3B4C1C2C3>表示这种混合材料用ALD掺杂的工艺先生长A材料进行两层原子膜，再生长B材料进行四层原子膜，最后生长C材料进行三层原子膜。首先建立一个观测模型，称为梯度映射模型如下：……<br>箭头代表映射，m代表计算。a1＝b1+b2＝c1+c2+c3＝d1+d2+d3+d4＝e1+e2+e3+e4+e5＝f1+f2+f3+f4+f5+f6＝......a1＞b1＞b2c1＞c2＞c3d1＞d2＞d3＞d4e1＞e2＞e3＞e4＞e5f1＞f2＞f3＞f4＞f5＞f6b2＝c1c2＝d1c3＝d2＝e1d3＝e2＝f1d4＝e3＝f2e4＝f3e5＝f4e4[m]＝a1-(e1+e2+e3+e5)f5[m]＝a1-(f1+f2+f3+f4+f6)本专利技术的技术方案如下：1.设ALD生长材料的顺序为<A1A2A3...AnB1B2B3...BmC1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>。2.取其中A材料，采用控制变量法控制A材料的生长原子膜数从一层开始，其余材料的生长原子膜数不变。用ALD掺杂的工艺进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3...BmC1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>＝<b1b2>进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2A3B1B2B3...BmC1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>＝<c1c2c3>进行STM的表面观测，……。对观测数据a1b1b2c1c3d1d4e1e5f1f6……进行除A材料其他原子在观测原子膜中总原子中占比从大到小排序后，定义出新的a1b1b2c1c3d1d4e1e5f1f6……放入观测分析模型中，再根据梯度映射模型的相互映射关系，整理出已知的内部每个原子膜A材料的占比及位置后，最后推测出未知的原子膜除A材料的占比及位置，反推出未知的原子膜A材料的占比及位置，从而得出A材料的空间信息。3.取其中B材料，采用控制变量法控制B材料的生长原子膜数从一层开始，其余材料的生长原子膜数不变。用ALD掺杂的工艺<A1A2A3...AnB1C1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>＝<a1>进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2A3...AnB1B2C1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>＝<b1b2>进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2A3...AnB1B2B3C1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>＝<c1c2c3>进行STM的表面观测，……。对观测数据a1b1b2c1c3d1d4e1e5f1f6……进行除B材料其他原子在观测原子膜中总原子中占比大小排序后，定义出新的a1b1b2c1c3d1d4e1e5f1f6……放入观测分析模型中，再根据梯度映射模型的相互映射关系，整理出已知的内部每个原子膜B材料的占比及位置后，最后推测出未知的原子膜除B材料的占比及位置，反推出未知的原子膜B材料的占比及位置，从而得出B材料的空间信息。4.类似的方式得出CDE……材料的空间信息。5.然后通过计算重构出完整的<A1A2A3...AnB1B2B3...BmC1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>材料的空间图像。附图说明图1为本专利技术的梯度映射模型；具体实施方式下面以具体实例对本专利技术进行详细说明：1)假设这种混合材料用ALD掺杂的工艺为<A1A2B1B2B3B4B5C1C2C3>2)用ALD掺杂的工艺<A1B1B2B3B4B5C1C2C3>＝<a1>进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4B5C1C2C3>＝<b1b2>进行STM的表面观测。将观测放入观测分析模型中进行分析后，从而得出A材料的空间信息。3)用ALD掺杂的工艺<A1A2B1C1C2C3>＝<a1>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2C1C2C3>＝<b1b2>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3C1C2C3>＝<c1c2c3>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4C1C2C3>＝<d1d2d3d4>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4B5C1C2C3>＝<e1e2e3e4e5>生长后进行STM的表面观测。将观测放入观测分析模型中进行分析后，假如在研究B材料五层的空间结构时，梯度映射模型给出的其他原子占比为e1＞f1＞d4，实际观测数据排序后的其他原子占比为e1＞d4＞f1，重新定义放入到梯度映射模型中d4f1＝f1，f1d4＝d4，材料结构的内部映射e2＝d4f1＝f1，e3＝f1d4＝d4，计算机推测出剩下的原子膜其余原子占比为e4[m]＝a1-(e1+e2+e3+e5)，从而得出B材料的空间信息。4)用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4B5C1>＝<a1>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4B5C1C2>＝<b1b2>生长后进行STM的表面观测，用ALD掺杂的工艺<A1A2B1B2B3B4B5C1C2C3&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间扫描探针显微镜，其步骤包括：/n设要测试的材料为原子层沉积生长顺序为<A

【技术特征摘要】
1.一种空间扫描探针显微镜，其步骤包括：
设要测试的材料为原子层沉积生长顺序为<A1A2A3...AnB1B2B3...BmC1C2C3...CpD1D2D3...Dq……>的材料。ABCD代表不同的原子膜，下标为第几层单原子膜。
1)通过原子层沉积技术控制变量研究的材料原子膜生长的次数，进行扫描探针显微镜的观测获取观测数据。
2)将除研究的材料原子外其他材料的总原子在观测数据中的占比从大到小排序。
3)构建梯度映射模型，将排序后的材料数据重新定义放入到梯度映射模型中，进行材料结构的内部映射，最后根据计算机推测出剩下的原子空间位置。
4)通过计算机构建出单原子的位置。将每个原子的空间位置通过计算机构建在一起。


2.如权利要求1所述的梯度映射模型，其特征在于



箭头代表映射，m代表计算。
a1＝b1+b2＝c1+c2+c3＝d1+d2+d3+dd＝e1+e2+e3+e4+e5＝f1+f2+f3+f4+f5+f6＝......
a1＞b1＞b2c1＞c2＞c3d1＞d2＞d3＞d4e1＞e2＞e3＞e4＞e5f1＞f2＞f3＞f4＞f5＞f6
b2＝c1c2＝d1c3＝d2＝e1d3＝e2＝f1d4＝e3＝f2e4＝f3e5＝f4
e4[m]＝a1-(e1+e2+e3+e5)f5[m]＝a1-(f1+f2+f3+f4+f6)。


3.如权利要求2所述的a，b，c，d，e，f，其特征在于
若要提取A材料的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉漫，
申请(专利权)人：王玉漫，
类型：发明
国别省市：北京;11