动态探针检测系统技术方案

动态探针检测系统（２９、３２）用于包括探针（１８）的类型的扫描探针显微镜，该探针（１８）重复地向样品表面和远离样品表面地移动。当扫描样品表面时，干涉仪（８８）产生用于指示在从探针（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）反射的光和高度基准光束之间的路径差的输出高度信号。信号处理设备监控高度信号，并且导出用于指示探针的高度的每一个振荡周期的度量。这使得能够提取用于表示样品的高度的度量，而不依靠平均或滤波，该度量可以用于形成样品的图像。检测系统也可以包括反馈机构，该反馈机构可用于将反馈参数的平均值保持在设定的水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及探针显微术领域，并且具体地涉及用于监控振荡探针相对于样品表面的位置的检测系统。
技术介绍
扫描探针显微镜(SPM)背后的原理是使用纳米探针尖端来在样品表面上执行机械扫描，以便产生样品的图像。在图像内的特征由在尖端和样品之间的相互作用中的变化引起。 SPM的一个具体示例是原子力显微镜(AFM)，其中，监控在样品和探针的尖锐尖端之间的力相互作用。通常的AFM的探针包括被固定到在其底座处的支撑部分的很小的悬臂，并且尖端在其相对(自由)端处。当使得探针尖端与样品接近时，在样品和尖端之间产生相互作用力。如果尖端在移动，例如振荡，则相互作用力将以某种方式来修改这个移动。 如果尖端是静态的，则力将尖端相对于样品表面移位。在扫描的过程期间，当在探针尖端之下的表面的特性改变时，在尖端和样品表面之间的相互作用的强度将改变。三轴高分辨率扫描器通常在样品和探针之间产生相对移动，驱动样品和/或探针支撑部分。在扫描过程期间监控在探针尖端的位置和/或移动上的相互作用力的效果。在标准AFM操作中，相互作用力的强度被保持不变。即，观察其在探针上的影响，并且反馈系统运行以响应于任何改变来调整样品和探针基本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于扫描探针显微镜的检测系统，所述系统包括：光源，用于产生光束以照亮重复地接近样品表面的振荡探针，所述探针包括具有底座和自由端的悬臂，所述自由端支撑尖锐的尖端；干涉仪，其被布置来检测在从所述探针反射的光和高度基准光束之间的路径差，并且输出用于指示这个路径差的高度信号；以及信号处理设备，其被布置来监控所述高度信号，并且得出用于指示所述探针的高度的每一个振荡周期的度量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB0822603.72008年12月11日1.一种用于扫描探针显微镜的检测系统，所述系统包括光源，用于产生光束以照亮重复地接近样品表面的振荡探针，所述探针包括具有底座和自由端的悬臂，所述自由端支撑尖锐的尖端；干涉仪，其被布置来检测在从所述探针反射的光和高度基准光束之间的路径差，并且输出用于指示这个路径差的高度信号；以及信号处理设备，其被布置来监控所述高度信号，并且得出用于指示所述探针的高度的每一个振荡周期的度量。2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述信号处理设备被布置来从在满足预定测量标准的每一个振荡周期内的位置提取数据。3.根据权利要求2所述的检测系统，其中，所述在每一个周期内的位置在极值的路径差处。4.根据权利要求2所述的检测系统，其中，所述在每一个周期内的位置是在路径差上的最小改变率。5.根据权利要求2、3或4所述的检测系统，其中，所提取的数据用于构造所述样品表面的图像。6.根据权利要求1至5的任何一项所述的检测系统，其中，所述度量指示所述样品的材料属性。7.根据权利要求1至6的任何一项所述的检测系统，其中，采样所述高度信号的速率是所述探针振荡频率的至少10倍。8.根据权利要求7所述的检测系统，其中，采样所述高度信号的速率是所述探针振荡频率的至少100倍。9.根据权利要求1至8的任何一项所述的检测系统，其中，所述高度信号具有比所述探针振荡频率大的带宽。10.根据任何在前的权利要求的检测系统，其中，所述信号处理设备也被布置来从所述高度信号提取反馈信号，所述反馈信号用于将所述探针返回到在所述表面之上的设置的平均高度。11.根据权利要求10所述的检测系统，其中，所述反馈信号基于探针振荡的所述幅度、 相位或频率。12.根据权利要求1至11的任何一项所述的检测系统，其中，所述系统包括第二检测器，所述第二检测器被布置来接收从所述探针反射的光的分量。13.根据权利要求12所述的检测系统，其中，所述第二检测器被布置来从这个所接收的分量提取反馈信号。14.根据权利要求12或13所述的检测系统，其中，所述系统包括分束器，所述分束器被布置来将从探针反射的光分离为两个分量，其中一个分量被输入到所述干涉仪，并且其中第二个分量被输入到所述第二检测器。15.根据权利要求12至13的任何一项所述的检测系统，其中，所述第二检测器是被布置来检测在从所述探针反射的光和第二高度基准光束之间的路径差，并且输出用于指示这个路径差的第二高度信号的干涉仪，并且其中，所述信号处理设备或第二信号处理设备被布置来从这个第二高度信号提取所述反馈信号，所述反馈信号基于关于探针振荡的幅度、相位或频率的信息。16.根据权利要求10至13的任何一项所述的检测系统，其中，所述第二检测器是偏斜检测器，其输出被所述信号处理设备或第二信号处理设备处理以提取所述反馈信号。17.根据权利要求16所述的检测系统，其中，所述反馈信号基于与探针振荡的幅度、相位或频率相关的信息。18.根据权利要求16所述的检测系统，其中，所述反馈信号基于与在多个振荡上的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·汉弗里斯，
申请(专利权)人：因菲尼泰西马有限公司，
类型：发明
国别省市：GB