[发明专利]低漂移的扫描探针显微镜

权利要求书

1.一种扫描探针显微镜，包括：

底座；

耦合在底座上的桥架结构；

具有尖端的探针，所述探针由所述桥架结构来支撑；

扫描器，其提供在探针和样品之间的相对扫描运动；和

热控制系统，其操作以便在所述扫描器扫描所述样品之前加热桥架结构，并在所述扫描器扫描所述样品期间将所述桥架结构维持在第一基本恒定温度。

2.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述桥架结构基本不含因瓦合金

3.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述桥架结构基本由铝组成。

4.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，还包括Z轴致动器，其操作以改变样品和尖端之间的垂直间距，其中所述热控制系统被进一步设置为用于在扫描样品之前加热所述Z轴致动器，并且在所述扫描器扫描所述样品期间将所述Z轴致动器维持在第二基本恒定温度。

5.根据权利要求4所述的扫描探针显微镜，其中所述Z轴致动器基本不含因瓦合金

6.根据权利要求4所述的扫描探针显微镜，其中所述Z轴致动器基本由铝组成。

7.根据权利要求4所述的扫描探针显微镜，其中所述Z轴致动器耦合在所述桥架结构上，并且所述控制系统操作以便将所述第一和第二基本恒定温度维持基本相等。

8.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述热控制系统包括至少一个热耦合在所述桥架结构上的加热元件、至少一个温度传感器、控制器和反馈环路，所述反馈环路将信号从所述温度传感器提供给所述控制器，所述信号包含与所述桥架结构的温度相关的信息，并且其中所述控制器基于所述反馈环路中提供给所述控制器的信息而控制所述至少一个加热元件。

9.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述热控制系统包括至少一个热耦合在所述桥架结构上的加热元件、至少一个温度传感器、控制器和反馈环路，所述反馈环路将信号从所述温度传感器提供给所述控制器，所述信号包含与所述桥架结构的温度相关的信息，并且其中所述控制器基于所述反馈环路中提供给所述控制器的信息而控制所述至少一个加热元件，其中所述基本恒定温度基于环境温度。

10.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述热控制系统将所述桥架结构加热至基本一致的温度，其中所述基本一致的温度足以在扫描期间减少在所述探针和所述样品之间的漂移。

11.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜，其中所述热控制系统将所述桥架结构加热至基本一致的温度，其中所述基本一致的温度足以在扫描期间减少在所述探针和所述样品之间的漂移，其中对于大约1℃的环境温度变化而言，所述漂移维持在小于大约1nm。

12.一种原子力显微镜，包括：

底座；

耦合在所述底座上并由其支撑的桥架结构，所述桥架结构基本不含因瓦合金

耦合在所述桥架结构上的Z轴致动器；

耦合在所述Z轴致动器上的头部组件，所述头部组件包括原子力探针；

平台，其用于将有待扫描的样品大体上支撑在所述头部组件的下面；

耦合在所述桥架结构上的加热元件；

温度传感器，其操作以测量所述桥架结构的温度；

热控制器，其操作以接收来自所述温度传感器的信号，所述信号包含与所述桥架结构的温度相关的信息，并且进一步操作以控制所述加热元件加热所述桥架结构，从而在扫描所述样品期间将所述桥架结构的温度维持在相对恒定的温度。

13.根据权利要求12所述的原子力显微镜，还包括耦合在所述Z轴致动器上的另一加热元件以及操作以测量所述Z轴致动器温度的另一温度传感器，其中所述热控制器进一步操作以接收来自所述另一温度传感器的信号，所述信号与所述Z轴致动器的温度相关，并且所述热控制器操作以控制所述另一加热元件加热所述Z轴致动器，从而在扫描所述样品期间将所述Z轴致动器的温度维持在相对恒定的温度。

14.根据权利要求12所述的原子力显微镜，其中所述Z轴致动器由铝形成。

15.根据权利要求12所述的原子力显微镜，其中所述桥架结构由铝形成。

16.根据权利要求12所述的原子力显微镜，其中所述探针相对于所述桥架结构居中。