[发明专利]用于扫描探针传感器组件的支架，扫描探针传感器组件，扫描探针显微镜以及安装或拆卸扫描探针传感器组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于扫描探针传感器的支架，扫描探针传感器组件和扫描探针显微镜。另外，本发明还涉及安装或拆卸扫描探针传感器组件至/从支架上。

背景技术

在扫描探针装置(applications)中，例如，扫描隧道显微镜，原子力显微镜及相关技术，原子级尖端被探测到在尖端与表面之间，用于传感隧道电流或如静电引力，磁力等力。由于原子级尖端对于获得高质量表面图像是必须的，所以之后，包含尖端的传感器或传感器组件的更换也是必须的。

由于这种扫描探针传感器或传感器通常较小并且易损坏，因此这些设备的操作时常需要小心处理。此外，扫描探针传感器时常需要被精确定位在支架内。处理这些情况的各种支架已经被提供了。

美国专利US 5,701,381公开了一种用于扫描力或隧道显微镜的探针尖端的安装布置方法，其中由于原子力或相类似的，通过干涉测量方法检测到尖端的位移。为了允许干涉测量方法，光纤被引导穿过金属环。扫描探针显微镜的尖端位于插入式结构上，该插入式结构包含能够滑到金属环之上的金属薄片。尖端如此设置使得其自由端位于光纤出口端的对面。为了实现精确定位，金属环固定架或金属环本身具有一个用于与金属薄片紧密结合的台肩停止件。金属薄片可以包含夹紧元件，其允许他们通过固紧螺栓的方式固定在金属环上。

美国专利2007/0180889A1描述了一种用于扫描探针显微镜的探针更换方法，其中在其自由端具有尖端的悬臂利用真空被安装在悬臂固定架上。然而，如果扫描显微镜在真空的情况下使用，这种固定悬臂的方法是不能用的。

国际专利WO 2005/034134A1描述了一种用于光栅探针仪器的探针布置方法，其中包括两个悬臂的芯片被固紧装置所支持，该夹紧设备包括四个与芯片的倾斜面部分重叠的偏离角。

美国专利US 5,376,790描述了一种用于包含墨盒的探针的动态支架，其中墨盒能从侧面被移动到支架内并且由弹簧卡子固定，以促使墨盒朝向与墨盒元件相互作用的球的方向运动，为了精确定位支架头部的墨盒。

美国专利US 5,861,624描述了一种原子力显微镜，其能够被合并入或连接至光学显微镜。该原子力显微镜包含通过螺丝将后盖拧紧到适配器上从而被夹紧在安装适配器和后盖之间的底座。弹簧沿着与后盖的内表面相反地方向偏向原子力显微镜。安装适配器从而可被安装在显微镜的透镜旋转台上。

发明内容

相对于上述现有技术，本发明的一个目的是提供了一种用于扫描探针传感器组件的改进支架以及使用该支架的扫描探针传感器组件。本发明的另一个目的是提供一种有利的扫描探针显微镜。本发明的另一个目的是提供一种安装或拆卸扫描探针传感器至/从支架上的改进方法。

所述目的分别通过权利要求1或权利要求13所述的用于扫描探针传感器组件的支架，权利要求9所述的扫描探针传感器组件，权利要求11所述的扫描探针显微镜以及权利要求12或15所述的安装或拆卸扫描探针传感器组件至支架的方法被解决。从属权利要求包含本发明的进一步发展。

一种用于扫描探针传感器组件的发明支架包括用于扫描探针传感器组件的支撑结构，所述支撑结构在支架内确定了一个平面。其进一步包括至少一个设计用于与扫描探针传感器组件中的各个相应部分相互配合的可移动的卡扣接合元件。卡扣接合元件可移动至第一位置，在第一位置上其施加力于被安装的扫描探针传感器组件上，以迫使扫描探针传感器组件在所述平面的法线方向移向支撑结构。另外，弹簧结合元件可移动至第二位置，在第二位置上其允许扫描探针传感器组件沿所述平面的法线方向被安装至支撑结构，或从支撑结构上被拆卸。优选地，支架被实施为动态支架。

用于扫描探针传感器组件的一种支架是所谓的动态支架，其具体表现为在定位彼此相对应的两个物体上，以高度的可重复性相对于另一种物体可移动安装一种物体。例如，在这样的动态支架上，三个球可以确定一个平面，相对于该平面第二物体可通过三个狭缝被调整，当第二部分被安装至第一部分时球部分突出进入狭缝中，因而相对于第一部分，固定第二部分的相关方向。动态支架的实例在美国专利US5,376,790中被描述。