[发明专利]一种应用于原子力显微镜的传感器

说明书

本发明涉及一种应用于原子力显微镜的传感器，包含底座、可拆卸地配置于底座上侧的绝缘承载层、位于绝缘承载层上的石英晶振以及探针；石英晶振的第一叉脚和石英晶振的第二叉脚上下相对配置，且石英晶振通过第二叉脚配置于绝缘承载层上；探针配置于石英晶振的第一叉脚上。本发明的传感器具有结构简单的优点。

技术领域

本发明涉及原子力显微镜技术，具体地，涉及一种应用于原子力显微镜的传感器。

背景技术

原子力显微镜是一种常见的表征工具，主要用来获得待测样品表面的信息特征。微力传感器是原子力显微镜的核心部件，它直接决定了原子力显微镜的力灵敏度和空间分辨率。现有的原子力显微镜多采用微悬臂结构微力传感器，由用以探测材料表面特征的探针和用于检测微力的微悬臂两部分组成。在检测样品时，微悬臂结构微力传感器的探针针尖接近待测样品表面，针尖的原子与样品表面的原子发生相互作用，作用力传到与探针相连的微悬臂上，微悬臂产生形变或运动状态发生变化，通过激光检测微悬臂随样品表面起伏变化的变化信息，以获得样品表面的信息。但由于微悬臂结构微力传感器品质因数低的固有缺点，导致目前所有的原子力显微镜测试灵敏度低且稳定性差；同时现有的微悬臂传感器技术需要借助激光结构进行辅助，现有的激光结构通常较难适应极端环境的要求，间接导致采用微悬臂技术的显微镜无法在超低温、超高真空等极端环境进行测试。针对此状况，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于原子力显微镜的传感器以解决现有的微悬臂传感器所存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于原子力显微镜的传感器，包含底座、可拆卸地配置于底座上侧的绝缘承载层、位于绝缘承载层上的石英晶振、以及探针；石英晶振的第一叉脚和石英晶振的第二叉脚上下相对配置，且石英晶振通过第二叉脚配置于绝缘承载层上；探针配置于石英晶振的第一叉脚上。

较佳地，所述底座为长方体，且其上侧开设有凹槽，所述凹槽自底座的一侧部向与该一侧部相对的另一侧部延伸，且所述凹槽的延伸方向与石英晶振各叉脚的延伸方向相同；所述绝缘承载层位于所述凹槽上侧。

较佳地，所述凹槽为截面为V型状的凹槽。

较佳地，所述凹槽的深度为2mm至4mm，所述凹槽宽度为1mm至3mm。

较佳地，石英晶振不处于凹槽的正上方。

较佳地，所述石英晶振为无源石英晶振，且其谐振频率为20kHz至100kHz。

较佳地，所述底座的重量为10g-15g。

较佳地，所述探针为硅探针、钨探针、金探针、铂铱合金探针、金刚石探针或碳纤维探针。

较佳地，所述探针为碳纤维探针，所述碳纤维探针的直径为5um至10um，所述碳纤维探针针尖的曲率半径为5nm至100nm。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

1、本发明的传感器具有结构简单的优点；

2、本申请采用石英晶振的传感器采用具有自激发、自检测功能，不需要光检测系统，且品质因数高，具有很高的力灵敏度，本申请的传感器有助于提高原子力显微镜的分辨率；

3、本发明的传感器通过在底座的上侧开设凹槽，进而可以较为方便地将绝缘承载层自底座脱离，以便重复利用底座；

4、相较于现有技术，本申请的传感器不需要借助激光结构进行辅助，因而应用有本传感器的原子力显微镜可更好地适用于极端工作环境，且具有较高的分辨率和扫描精度。

附图说明

图1和图2分别绘示了本发明一实施例的应用于原子力显微镜的传感器不同视角下的示意图。

具体实施方式