低品质因子微悬臂探针、其制备方法及显微镜技术

本发明专利技术提供了一种低品质因子微悬臂探针，所述低品质因子微悬臂探针为AM

【技术实现步骤摘要】
低品质因子微悬臂探针、其制备方法及显微镜


[0001]本专利技术属于扫描探针显微镜
，具体涉及一种低品质因子微悬臂探针及其制备方法。

技术介绍

[0002]微悬臂探针是振幅调制式原子力显微镜(Amplitude Modulation Atomic Force Microscope,AM
‑
AFM)的力学传感元件。当AM
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AFM工作时，微悬臂探针在其固有频率附近振动，其振幅由闭环反馈控制系统通过实时调节探针尖端和样品的间距维持在一个恒定值。通过使探针尖端在样品表面进行二维扫描即可得到样品表面的形貌信息。同时，微悬臂探针也是基于AM
‑
AFM的扫描近场光学显微镜(Scanning Near
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Field Optical Microscope,SNOM)的光学传感元件。探针振动时，其尖端与样品的间距发生周期性改变，由探针尖端散射的样品表面近场光学信号也受到周期性调制。由于近场光学信号强度与探针尖端
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样品表面间距的依赖关系是非线性的，到达光电探测器的近场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低品质因子微悬臂探针，其特征在于，所述低品质因子微悬臂探针为AM
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AFM和/或SNOM微悬臂探针；优选地，所述AM
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AFM和/或SNOM为真空AM
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AFM和/或真空
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低温SNOM；和/或优选地，所述微悬臂探针的原材料为：散装探针或未分装的整个晶圆。2.根据权利要求1所述的低品质因子微悬臂探针，其特征在于，所述微悬臂探针的振幅响应时间是限制AM
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AFM及SNOM成像速率的关键因素，所述微悬臂探针振幅的响应时间由以下公式得出：其中，Q为微悬臂探针的品质因子，ω0为探针的固有角频率；优选地，所述微悬臂探针的品质因子Q决定了AM
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AFM及SNOM的成像速率；更优选地，所述微悬臂探针的品质因子Q取决于微悬臂探针振动能量的耗散速率；进一步优选地，所述微悬臂探针振动能量的耗散速率越快，所述微悬臂探针的品质因子Q越小。3.根据权利要求1或2所述的低品质因子微悬臂探针的制备方法，其特征在于，所述方法包括：利用微加工工艺在微悬臂探针的悬臂梁上加工微纳结构，引入结构缺陷，增大所述微悬臂探针振动能量的耗散速率，降低所述微悬臂探针的品质因子Q，从而得到所述的低品质因子微悬臂探针；优选地，所述微加工工艺为：激光直写或聚焦离子束刻蚀；和/或所述微纳结构选自以下一种或多种：通孔、盲孔、表面雕刻和/或镂空文字、线条。4.根据权利要求3所述的微悬臂探针的制备方法，其特征在于，当微加工工艺为激光直写时，所述的工艺包括以下步骤：(1)设计加工图纸，将图纸传输到激光加工控制系统中；(2)将待加工的探针水平放入加工台并固定，通过位移台调节探针的水平及垂直位置，使其悬臂梁待加工位点对准显微镜的十字叉丝；(3)调节激光器的激光加工典型参数后开始加工。5.根据权利要求3或4所述的微悬臂探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述设计加工图纸用到的软件选自以下一种或多种：CAD、Soildworks、CAXA。6.根据权利要求3至5中任一项所述的微悬臂探针的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述激光加工典型参数包括：激光波长、重复频率、功率、扫描速度、扫描次数；其中，所述激光波长为355nm；所述重复频率为30
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50kHz，优选为30
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45kHz，更优选为35
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45kHz，最优选为40kHz；所述功率为10
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30W，优选为10
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25W，更优选为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴庆，胡德波，赵九州，罗成，吴晨晨，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：