[发明专利]无摩擦惯性步进扫描器、控制法、同点扫描双探针显微镜

权利要求书

1.一种无摩擦惯性步进扫描器，包括：XYZ压电扫描管、基座，其特征在于还包括拉力器、压片，XYZ压电扫描管的一端固定于基座，另一端为扫描端，压片置于该扫描端上，拉力器将压片拉向基座，所述扫描端托住该压片并与该压片产生压力，压片与XYZ压电扫描管之间电绝缘。

2.根据权利要求1所述的无摩擦惯性步进扫描器，其特征是所述拉力器置于XYZ压电扫描管的内部。

3.根据权利要求1或2所述的无摩擦惯性步进扫描器，其特征是所述拉力器为弹簧、磁体、松紧绳、吊锤或压片本身。

4.一种控制权利要求1所述无摩擦惯性步进扫描器的方法，其特征是以如下时序控制XYZ压电扫描管，完成驱动压片在XY平面内的一次步进：在XYZ压电扫描管上施加Z伸长信号和XY移动信号，这两个信号的顺序可以对调也可以同时进行，该XY移动信号作用完成时间的平方大于两倍XY移动步长与压片质量的积除以压片与XYZ扫描管间最大静摩擦系数再除以压片与XYZ扫描管间的正压力，之后，在XYZ压电扫描管上施加Z回缩信号和XY回移信号，其中Z回缩信号完成时间的平方小于两倍Z回缩与压片质量的积除以压片与XYZ压电扫描管之间的正压力，而XY回移信号过程发生在Z回缩信号过程之内。

5.一种由权利要求1所述无摩擦惯性步进扫描器制成的同点扫描双探针显微镜，其特征在于包括基体、定位座、第一探针、第二探针、第一Z定位器、第二Z定位器、权利要求1所述无摩擦惯性步进扫描器、样品；样品固定于无摩擦惯性步进扫描器的压片上，第一Z定位器的底座固定于定位座上，第一探针固定于第一Z定位器的移动端并指向样品构成第一Z调节器，第二Z调节器以下列三种方式之一构成：

(a)第二Z定位器的底座固定于定位座上，第二探针固定于第二Z定位器的移动端并指向样品，定位座与所述无摩擦惯性步进扫描器的基座固定于基体上；

(b)第二探针固定于定位座上并指向样品，定位座固定于第二Z定位器的移动端，第二Z定位器的底座与所述无摩擦惯性步进扫描器的基座固定于基体上；

(c)第二探针固定于定位座上并指向样品，所述无摩擦惯性步进扫描器的基座固定于第二Z定位器的移动端，第二Z定位器的底座与定位座固定于基体上。

6.根据权利要求5所述的同点扫描双探针显微镜，其特征在于第一Z定位器或第二Z定位器为压电马达、惯性马达、螺丝调节或步进电机。

7.根据权利要求6所述的同点扫描双探针显微镜，其特征在于惯性马达包括压电伸缩器、基座、弹簧片、质量块，压电伸缩器的伸缩端通过弹簧片以垂直于Z方向的弹力将质量块夹住。