[发明专利]使用峰值力轻敲的样本的红外表征

权利要求书

1.一种使用原子力显微镜(AFM)进行光谱测量的方法，所述方法包括以下步骤：

通过振荡驱动信号来引发所述原子力显微镜的探针在原子力显微镜操作的峰值力轻敲(PFT)模式下与样本相互作用，其中，所述探针具有针尖；

提供脉冲激光以产生红外脉冲；

将所述红外脉冲引导至所述探针针尖；

使所述红外脉冲与所述驱动信号的循环同步；以及

使用检测器检测所述探针的偏转。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述红外脉冲与所述驱动信号的循环同步，使得在每一个探针-样本相互作用循环，所述红外脉冲与探针针尖及样本相互作用。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：

对峰值力轻敲模式操作的第一循环期间的所述探针的偏转与第二循环期间的所述探针的偏转进行相减，其中，在所述第一循环期间，所述红外脉冲与所述针尖相互作用，在所述第二循环期间，所述探针不与所述针尖相互作用。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

所述第一循环和第二循环是连续的。

5.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：

通过在红外范围内扫描所述脉冲激光的频率，并且，在所述扫描的每个频率上重复上述步骤来产生局部光谱。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述脉冲激光和光检测器之间的光路径与所述脉冲激光与探针针尖之间的光路径相同。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，

驱动信号用于触发脉冲激光，并且其中，

所述驱动信号的频率是所述引发步骤的相互作用的频率的一半。

8.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在选定数量的峰值力轻敲循环期间，对所述偏转信号进行平均的步骤。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述引导步骤包括以下步骤：

提供将所述脉冲激光的输出耦合到针尖-样本区域的光学设置，以及

其中，所述光学设置包括以下步骤：

提供具有与所述脉冲激光的输出共线的输出的可见激光。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从所述检测到的偏转中提取接触谐振的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，

所述红外脉冲的持续时间小于所述接触谐振的周期。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述同步步骤包括以下步骤：

将所述引导步骤的时间选择为所述探针针尖及样本处于受控接触状态的时间的约1/3。

13.一种使用具有探针的原子力显微镜对样本进行表征的方法，所述方法包括以下步骤：

使用设定在一定频率的脉冲光源产生脉冲；

在峰值力轻敲模式下振荡所述探针；

在所述振荡步骤期间将所述脉冲引导至所述探针及样本；

在所述样本的位置，每隔一个探针振荡的循环检测所述探针的激光诱导的机械响应；

在所述探针和所述样本之间提供相对横向扫描运动，并且，在所述样本的多个位置执行上述步骤；以及

基于所述提供步骤，生成所述样本的纳米机械图像和光谱图像中的至少一个。