[发明专利]用于扫描探测器显微镜的自找正的扫描探测器

说明书

技术领域

本发明涉及替代地用于扫描探测器显微镜(Rastersondenmikroskop)中的扫描探测器，它具有微悬臂梁，在该微悬臂梁的一端上设置有用于扫描试样的扫描尖端，并在其另一端上设置有固定部件，该固定部件用于在固定于探测器夹持装置上的支承部件上，对扫描探测器进行可拆卸地固定，其中在固定部件和支承部件上各自构造有相应的找正机构，它们在同支承部件相耦合时使固定部件自动可重复地相对探测器夹持装置进行找正(ausrichten)。

背景技术

扫描探测器显微镜是众所周知的。它用于扫描试样的表面，直至原子解析度。为此扫描探测器的纳米级的尖锐扫描尖端借助探测器夹持装置可松开地固定在扫描探测器显微镜的扫描头上，并在试样表面上引导，并且探测出微悬臂梁的偏移。在扫描隧道显微镜中，这相对试样没有机械接触地进行，并在原子力显微镜(Rasterkraftmikroskop)中，在同试样表面机械的交互作用下进行。

在扫描隧道显微镜中，扫描探测器的扫描尖端必须保持同试样分离。扫描探测器和试样之间的每个接触通常都会一定程度地损伤扫描探测器，使得其不能再继续使用。在原子力显微镜中，其中扫描探测器的扫描尖端在扫描期间同试样表面相接触，扫描尖端由机械的交互作用而承受持续的磨损。其结果是两种应用中经常要求更换在扫描探测器显微镜中的扫描探测器。通常这是困难的过程，因为扫描探测器显微镜的探测系统在每次更换扫描探测器后，都必须对准在微悬臂梁的自由端部上的扫描尖端的精确位置，由此可以探测出梁的弯曲。

另一在应用扫描探测器显微镜时出现的问题是，在更换扫描探测器后，扫描尖端相对试样进行找正，使得通过探测器更换间断的测量可以直接在中断之前的同一位置上继续进行。为此必须将扫描探测器尽可能准确地在固定在扫描头上时对准，使得扫描尖端再次以高精度处于原来的扫描位置。

已知扫描探测器显微镜的扫描头具有探测器夹持装置，它简单并快速地实现对磨损的扫描头的更换。为此在探测器夹持装置上设置有用于扫描探测器的支承部件，该支承部件固定在探测器夹持装置上，并且具有用于扫描探测器的固定部件的容纳机构。为了简化扫描探测器的找正，经常在扫描探测器的支承部件的、朝向固定部件的一侧上设置有U形导向部件形式的接合辅助机构，固定部件可以在固定到支承部件上时沿着接合辅助机构被引导，直到固定部件被完全嵌入导向部件中，并且扫描探测器相对扫描头被找正。

已知的导向部件还不够精确，以用于在取下和安装上扫描探测器后，继续在同一扫描点(通过在更换扫描探测器之前的扫描尖端来标记)进行测量。由此理想的是，构造将支承部件和扫描探测器，使在更换扫描探测器时，保证扫描尖端的相对扫描头并由此相对试样的、可重复的、精确的定位，尤其是对于具有不同的长度微悬臂梁的扫描探测器。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于替代地应用在扫描探测器显微镜中的扫描探测器，其中扫描探测器可以在探测器夹持装置上快速并容易地更换，它与固定在探测器夹持装置上的支承部件连接地、以高精度实现扫描探测器的自找正，使得扫描探测器的扫描尖端不依赖于微悬臂梁的长度在更换时自动地以高重复精度相对试样进行定位。

根据本发明，这项任务通过具有权利要求1所述特征的、用于替代地应用的扫描探测器来完成，以及通过并列的方法权力要求的方法来完成。其他有利方案见相应从属权利要求。

根据本发明的扫描探测器具有不同长度的微悬臂梁，其中扫描尖端和固定部件的确定的基点之间的相应长度构造为恒定的。

固定部件的确定的基点在支承部件上配属有相应的参考点，该参考点在安装扫描探测器时被设置在扫描探测器的基点的对面。在固定部件和支承部件的相应的侧面上，相对基点或者参考点处于确定位置地各自设置有找正机构，这些找正机构在与支承部件相耦合时自动地可重复地找正扫描探测器。在此扫描尖端在所有扫描探测器中、即使不同长度的微悬臂梁中，以相对固定部件的确定的基点的同样距离进行布置，扫描尖端以相对要扫描试样的高重复精度进行定位。

支承部件和固定部件的找正机构通过形状配合连接相互作用。它们可以相互对置，或者相互错开地进行布置。依赖于其布置，也可以将找正机构互补地、尤其镜像地构造，或者相应地构造仅单个地、相互对应的贴靠面。找正机构可以凹下和/或凸起，并且具有任意的截面形状以及相同或者不同的长度。优选相对于凹下的找正机构的凹入尺寸，凸出的找正机构具有较大的高度尺寸，这使得自找正更容易。