[实用新型]用于液体环境的原子力显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子力显微镜技术领域，尤其是一种用于液体环境的原子力显微镜。

背景技术

微纳米技术是近年来崛起的一门新技术，它以极高的分辨率为人类揭示了一个可见的微观世界，使人类认识改造物质世界的手段和能力延伸到原子及分子水平，已成为当今世界活跃的研究热点之一。微纳米技术的兴起和发展，离不开其检测技术和设备。原子力显微镜以分辨率高、适用范围广、样品制备简单，以及能够在各种环境中进行微纳米检测而获得广泛的应用。

原子力显微镜目前大多是在空气环境中进行操作的，但是由于空气中存在各种振动以及电子噪音的缘故，要想获得极高的分辨率还是比较困难，一般情况下我们是在真空或者液体环境下进行测试来获得极高的分辨率的。同时还有一些其他的样品，比如生物样品，化学物质或过程，细胞等在空气中无法维持，也是不能进行测试的，它们都是需要在液体环境中进行测试，由此液体环境原子力显微镜应运而生。传统的液体环境原子力显微镜往往只是在待测样品表面滴一些液体，虽然保证了部分生物样品的活性，但是探针及其检测光路极易受到液体表面张力的影响，实际测试起来非常困难，同时由于激光光路在液体中会发生折射，激光很难对准，同时限制了样品的体积和扫描速率。为此，研制开发一种能真正工作于液体环境的原子力显微镜系统很有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于液体环境的原子力显微镜。

本实用新型是在自主研发的现有的普通原子力显微镜的基础之上，对扫描探头以及扫描反馈系统进行了重新设计，研发了一种新型的用于液体环境检测的原子力显微镜，并且在液体环境中进行了微纳米检测，得到了理想的测试结果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于液体环境的原子力显微镜，包括：AFM主机、控制系统和计算机处理模块，所述 AFM主机包括XY向扫描台、设置在所述XY向扫描台上的Z向扫描台、设置在所述Z向扫描台上的液体盒、盖设在所述液体盒上的盖板、设置在所述盖板中央的透明玻璃、设置在所述液体盒内的探针定位块、固定设置在所述探针定位块上的探针及设置在所述透明玻璃上方的激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器。

优选的是，所述控制系统包括与所述四象限探测器连接的信号采集电路、与所述信号采集电路连接的信号处理电路、与所述信号处理电路连接的Z向反馈电路、与所述信号处理电路连接的数模转换器、与所述数模转换器连接的XY扫描控制电路及与所述数模转换器连接的通信模块。

优选的是，所述计算机处理模块与所述通信模块连接。

优选的是，所述Z向反馈电路还与所述Z向扫描台连接，用于控制所述 Z向扫描台的上下移动。

优选的是，所述XY扫描控制电路还与所述XY向扫描台连接，用于控制所述XY向扫描台在平面内移动。

优选的是，所述半透镜和反光镜设置于所述透明玻璃的正上方，所述激光器、半透镜、反光镜和四象限探测器沿光路方向依次设置。

优选的是，所述盖板中央开口，所述开口上配合设置所述透明玻璃，所述盖板上处于所述透明玻璃的左右两侧对称设置有两调位组件。

优选的是，所述调位组件包括由所述盖板表面向下开设的竖槽、一端与所述竖槽连通另一端连通至所述盖板外侧端的横槽、可滑动穿设在所述横槽内的横板、插设在所述竖槽内且底端与所述横板一端连接的竖板、设置在所述竖板的靠近所述透明玻璃的一侧的挡板及设置在所述竖板和挡板之间的弹簧，所述横板的活动端上设置有软胶密封条。

优选的是，所述液体盒左右两侧内壁上开设有与所述横板的活动端配合的定位槽，所述盖板上还插设有导通所述液体盒内于外部空气的排液排气管。

优选的是，所述Z向扫描台上设置有用于承载待测样品的载物台，所述载物台和Z向扫描台之间设置有用于推动所述载物台上下移动的伸缩杆。

本实用新型的有益效果：本实用新型的用于液体环境检测的原子力显微镜，在自主研发的现有的普通原子力显微镜的基础之上，对扫描探头以及扫描反馈系统进行了重新设计，实现了在全液相环境下样品的扫描检测，能克服现有的原子力显微镜在液体环境中操作非常困难，激光很难对准等问题；本实用新型结构设计巧妙，消除了气体和液体的界面，避免了液体表面张力和液面抖动对微探针以及激光光路的影响，使激光在液体下对准更加简单，操作更加方便，检测结果更加准确。

附图说明

图1为本实用新型的用于液体环境的原子力显微镜的原理框图。