[发明专利]一种扫描隧道显微镜针尖制备装置及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710370403.9 申请日: 2017-05-23
公开(公告)号: CN107045074B 公开(公告)日: 2019-10-29
发明(设计)人: 张敬涵;孙文博 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: G01Q60/16 分类号: G01Q60/16
代理公司: 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 杨立;姜海荣
地址: 10008*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 扫描 隧道 显微镜 针尖 制备 装置 及其 方法
【说明书】:

发明涉及扫描隧道显微镜领域,尤其涉及一种扫描隧道显微镜针尖制备装置及其制备方法。包括探针塔、溶液槽、溶液塔和可测定行进距离的驱动部件,所述驱动部件与所述探针塔连接,所述溶液槽设置在所述探针塔下方,待腐蚀银丝一端固定设置在所述探针塔上,所述待腐蚀银丝另一端可解除插设在所述溶液塔内,所述探针塔内部设置有定值电阻,所述定值电阻与待腐蚀银丝连接,所述定值电阻并联设置有微控板。驱动部件驱动探针塔向溶液塔移动,微控板检测定值电阻的电压不等于0时,驱动部件停止行进,探针塔做往复伸缩,待腐蚀银丝进行腐蚀,微控板检测定值电阻的电压小于等于最小电压值时,溶液塔和探针塔停止工作,驱动部件退回,腐蚀结束。

技术领域

本发明涉及扫描隧道显微镜领域,尤其涉及一种扫描隧道显微镜针尖制备装置及其制备方法。

背景技术

目前,根据文献“Automated electrochemical etching and polishing ofsilver scanning tunneling microscope tips”以及文献“电化学液膜法腐蚀制备STM探针及其扫描应用”的记载,人工监控的同时,还需人工不断操作,针尖与液膜接触需要手动调节旋钮来移动显微镜载物台;往复运动的过程中,每次平移距离和在水平方向的合力由于手动操作,存在很大的误差,对针尖的形状有很大影响。腐蚀开始前需用滴管仔细修整液膜厚薄;腐蚀过程中若溶液膜破裂,则需要滴管再次向溶液环上滴加溶液,由于人工操作,所以每次滴加溶液的位置、角度、质量都存在不同的可能,这在整个腐蚀过程中增加了许多不可控的因素。若溶液环没有被及时添加溶液,那么金属丝尖端可能因暴露的在大气中而被污染,对接下来的腐蚀产生影响。另外,整个装置并未重复利用残余溶液,而是用脱脂棉吸收,这样会造成不必要的浪费。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种扫描隧道显微镜针尖制备装置,解决人工操作及监控影响针尖质量、工作效率低及腐蚀过程溶液浪费严重的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种扫描隧道显微镜针尖制备装置,包括探针塔、溶液槽、溶液塔和可测定行进距离的驱动部件,所述驱动部件与所述探针塔连接,所述溶液槽设置在所述探针塔下方,待腐蚀银丝一端固定设置在所述探针塔上,所述待腐蚀银丝另一端可解除插设在所述溶液塔内,所述探针塔内部设置有定值电阻,所述定值电阻与待腐蚀银丝连接,所述定值电阻并联设置有微控板。

进一步,所述驱动部件包括丝杆步进电机、旋转台和旋转安装座,所述丝杆步进电机固定设置在所述旋转台上,所述旋转台下部可旋转插设在所述旋转安装座上,所述旋转安装座上设置有电机启动开关,所述旋转台侧面与所述电机启动开关可解除式相抵,所述丝杆步进电机上设置有螺旋测微器。

进一步,所述探针塔包括解除传动部件、压电陶瓷和针尖连接部件,所述解除传动部件通过转子与所述驱动部件连接,所述针尖连接部件通过所述压电陶瓷与所述解除传动部件连接。

进一步,所述解除传动部件包括轴承和连接件,所述轴承套设在所述转子外侧,所述轴承内侧与所述转子固定连接,所述连接件套设在所述轴承外侧,所述连接件内侧与所述轴承外侧固定卡接,所述压电陶瓷与所述连接件固定连接。

进一步,所述针尖连接部件包括夹持部件和夹持部件固定件,所述夹持部件固定件一侧与所述压电陶瓷固定连接,所述夹持部件固定件另一侧与所述夹持部件可拆卸连接,所述待腐蚀银丝夹设在所述夹持部件内侧。

进一步,所述溶液塔包括基座、蠕动泵、导管和环形铂铱环,所述溶液塔卡设在所述基座上,所述环形铂铱环设置在所述基座的上部,所述蠕动泵外侧设置有导管通道,所述导管设置在所述导管通道内,所述导管一端与所述溶液槽连通,所述导管另一端设置在所述环形铂铱环位置处。

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