【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种原子力显微镜系统，该系统的特点是针尖和样品的间距是用石英音叉来控制的。
技术介绍
1986年瑞士苏黎士实验室的Gerd Binning和Heinrich Rohrer研制出世界上第一台原子力显微镜(Atomic Force Microscope,简称AFM)。AFM使人类能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景。它的基本工作原理是利用对微弱力极其敏感的易弯曲的悬臂上的尖端对样品表面进行扫描，尖端与样品表面的相互作用力使得悬臂产生微小的弯曲，利用光杠杆原理检测这种弯曲的信号，并用作反馈；通过保持力的恒定，可以获得恒定力状态下的样品表面的形貌图像。由它衍生出来的各种显微镜，使人们可以直观地观测到纳米级别甚至原子级别的物质结构，从而促进了人类在纳米科技的全面发展。但是在使用原子力显微镜对样品进行观测前，使用者必须调节光杠杆的多个旋钮，才能得到很好的图像，这对操作者的经验、能力有较高的要求。本专利技术提供了一种不需要调节光杠杆就能使用显微镜的方法...
【技术保护点】
一种利用石英音叉控制原子力显微镜针尖和样品间距的方法，其特征在于：将针尖或碳纳米管装在表面涂有电极的石英音叉的一个叉枝上，针尖的方向和石英音叉电极表面方向垂直。石英音叉的电极的一极连接一频率和幅度可调的信号源A，另一极连接一个与音叉的静态电容(shunt?capacitance)相同容抗的电容，在电容D的另一端接一个和信号源A具有相反相位的信号源B。在电容和石英音叉连接点接一个从1千欧姆到100千欧姆的电阻R，和与之并联的具有高输入阻抗的高带宽的放大器，电阻的另一端接地。放大器的输出幅度输入原子力显微镜的反馈信号通道，用来控制针尖和样品的间距，而相位则输入数据采集通道。
【技术特征摘要】
1.一种利用石英音叉控制原子力显微镜针尖和样品间距的方法，其特征在于将针尖或碳纳米管装在表面涂有电极的石英音叉的一个叉枝上，针尖的方向和石英音叉电极表面方向垂直。石英音叉的电极的一极连接一频率和幅度可调的信号源A，另一极连接一个与音叉的静态电容(shunt capacitance)相同容抗的电容,在电容D的另一端接一个和信号源A具有相反相位的信号源B。在电容和石英音叉连接点接一个从I千欧姆到100千欧姆的电阻R，和与之并联的具有高输入阻抗的高带宽的放大器，电阻的另一端接地。放大器的输出幅度输入原子力显微镜的反馈信号通道，用来控制针尖和样品的间距，而相位则输入数据采集通道。2.一种石英音叉原子力显微镜系统，其特征在于，它包括原子力探针(I)、石英音叉探测器(2)、石英音叉驱动和探测电路(3)、三维样品位置控制器(4)、原子力显微镜控制器(5)和原子力显微镜的其他装备，如防震隔离、进针马达控制等出)。其中石英音叉驱动和探测电路(3)包括两...
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