扫描探针显微镜系统及其测量方法技术方案

本申请涉及一种扫描探针显微镜系统及其测量方法，首先根据实际工作模式向导电针尖自感应探针发送对应的探针激发信号使其振动，之后采集导电针尖自感应探针工作振动时的压电响应信号进行分析，得到探针本征机械振动频率变化量。最终进行反馈分析得到实际检测时所需的样品偏压信号和扫描控制信号发送至样品扫描组件，实现待测样品的测量操作。上述方案，采用带导电针尖的自感应探针来实现大气环境的扫描探针显微镜测量成像功能，并且在测量过程中利用探针本征机械振动频率变化量实现频率调制，可提高导电针尖自感应探针测量成像时的机械振动的稳定性，有利于减小导电针尖自感应探针与样品的间距，因而可用于提高静电力成像的空间分辨率。的空间分辨率。的空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
扫描探针显微镜系统及其测量方法


[0001]本申请涉及扫描成像
，特别是涉及一种扫描探针显微镜系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope，SPM)采用尖锐的探针在样品表面扫描的方法来获取样品表面一些性质的设备，不同的SPM主要是针尖特性及针尖
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样品相互作用的不同。其中，目前以原子力显微镜(Atomic ForceMicroscope，AFM)应用最为广泛。
[0003]原子力显微镜通常使用一个一端固定而另一端带有针尖的弹性微悬臂来检测样品表面形貌或其他表面性质，当样品或针尖扫描时，同距离有关的针尖样品间相互作用力就会引起微悬臂发生形变。基于原子力显微镜的测量成像技术主要包括静电力显微镜(EFM)、开尔文探针力显微镜(KPFM)、扫描电容显微镜(SCM)等，这些技术不仅具有原子力显微镜本身的高分辨的形貌成像的功能，还具有多种电学测量功能，能够同时对局域表面电势、电荷、载流子密度、导电性等进行高分辨的测量和成像。
[0004]目前，大气环境下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扫描探针显微镜系统，其特征在于，包括：导电针尖自感应探针，其针尖具备导电功能，能够实现自激发、自感应以及频率调制；频率调制控制器，连接所述导电针尖自感应探针，用于根据工作模式向所述导电针尖自感应探针发送相应的探针激发信号，以及根据所述导电针尖自感应探针振动时的压电响应信号得到探针本征机械振动频率变化量；显微镜控制器，连接所述频率调制控制器，用于根据所述探针本征机械振动频率变化量进行反馈分析得到样品偏压信号和扫描控制信号；样品扫描组件，连接所述显微镜控制器，用于放置待测样品，并根据所述样品偏压信号和所述扫描控制信号实现样品检测。2.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，还包括辅助检测装置，所述辅助检测装置连接所述频率调制控制器和所述显微镜控制器。3.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机连接所述显微镜控制器。4.根据权利要求1
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3任一项所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述频率调制控制器包括前置放大电路、自激发信号发生电路、频率检测电路和探针激发信号选择电路，所述前置放大电路连接所述导电针尖自感应探针，所述前置放大电路连接所述自激发信号发生电路和所述频率检测电路，所述自激发信号发生电路连接所述探针激发信号选择电路，所述自激发信号发生电路、所述频率检测电路和所述探针激发信号选择电路分别连接所述显微镜控制器，所述探针激发信号选择电路连接所述导电针尖自感应探针。5.根据权利要求4所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述自激发信号发生电路包括振幅检测电路、自动增益控制电路和相位控制电路，所述振幅检测电路连接所述前置放大电路，所述振幅检测电路连接所述自动增益控制电路，所述自动增益控制电路连接所述相位控制电路，所述相位控制电路连接所述探针激发信号选择电路，所述振幅检测电路和所述自动增益控制电路分别连接所述显微镜控制器。6.根据权利要求1
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3任一项所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天保，陈建，丁喜冬，赵亮兵，罗永震，付青，
申请(专利权)人：广州中源仪器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：