[实用新型]金属纳米探针制备电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扫描隧道显微镜探针的制备电路。特别是涉及一种能够灵敏而稳定地响应针尖形成时的信号，采用电化学腐蚀法制作扫描隧道显微镜探针的金属纳米探针制作电路。

背景技术

自从1986年扫描隧道显微镜(STM)的发明者Binnig和Rohrer获得诺贝尔物理奖以来，STM在物理学、化学、生物学、材料科学、微电子科学等领域取得了很多重要的成果。隧道针尖的制作是STM的关键技术之一，针尖的大小、形状和化学同一性不仅影响着STM图像的分辨率和图像的形状，也影响着测定的电子态，所以针尖的曲率半径对最后的结果产生非常重要的影响。针尖的制作通常采用电化学腐蚀方法进行腐蚀，当液面下金属丝的下端脱落时，迅速切断电源从而在上端形成非常小的断面，形成纳米针尖。

通常认为，断电时间对针尖的曲率半径影响极大，时间越短，针尖的曲率半径越小，针尖越尖。目前采用的手动切断方法断电时间比较长，而且重复性比较差；而采用比较电路进行自动断电控制虽然断电时间短，但是需要经验去设定一个比较电压，过于敏感，难以准确地判定是否应该断电。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够灵敏而稳定地响应针尖形成时的信号，采用电化学腐蚀法制作扫描隧道显微镜探针的金属纳米探针制备电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种金属纳米探针制备电路，包括有与电源相连对金属丝进行腐蚀的腐蚀电路，还设置有可接收腐蚀电路发出信号的信号确认保持电路；以及与电源相连，响应信号确认保持电路的控制信号从而自动关闭腐蚀电路并进行指示的开关控制及指示电路。

所述的腐蚀电路是：由场效应管T₁、金属丝S₊和S_-、分压电阻R₂组成，其中，场效应管T₁的漏极D与12V电源相连，栅极G与开关控制及指示电路的场效应管T₆的漏极D相连，源极S与插入腐蚀液用作制备探针以及导电电极的金属丝S₊和S_-以及分压电阻R₂串联在一起。

所述的信号确认保持电路是由：运算放大器T₂、电阻R₄、R₅、R₆、R₇、电容C₁、C₂、二极管T₃、以及触发器T₄组成，其中，由：电容C₁、电阻R₄的一端分别连接在腐蚀电路中的分压电阻R₂的两端，另一端分别连接在运算放大器T₂的输入端，电阻R₅连接在运算放大器T₂的输入和输出两端上共同组成微分放大电路；运算放大器T₂的输出端通过二极管T₃与触发器T₄的触发端口相连，还通过电阻R₆接地；触发器T₄的端口分别通过电阻R₇接腐蚀电路中场效应管T₁的漏极D，以及通过电容C₂接地，触发器T₄的D端口接5V电源，触发器T₄的其它控制端口按器件要求连接为高电平。

所述的开关控制及指示电路是由场效应管T₅、T₆、电阻R₁、R₃、指示灯L₁组成，其中，指示灯L₁和场效应管T₅、T₆的栅极G并联在触发器T₁的Q端，场效应管T₅的漏极D通过保护电阻R₁连接腐蚀电路中场效应管T₁的源极S，场效应管T₅的源极S接地，场效应管T₆的源极S接地，场效应管T₆的漏极D通过电阻R₃连接到12V电源，同时又与场效应管T₁的栅极G端相连。