[发明专利]一种快速原位放电修整加工STM探针的方法

权利要求书

1.一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，STM扫描样品表面后，进行原位的探针针尖修整加工：将STM探针作为阳极，样品作为阴极，控制纳米尺度的极间加工间距，在两极间施加短脉冲的直流电压，形成纳米尺度的放电通道，蚀除探针针尖的边缘材料，提高针尖的尖锐度；

所述的纳米尺度的极间加工间距的确定方法为：根据隧道电流-高度关系曲线确定初始的隧道间距，再驱动压电陶瓷扫描管驱动器，在z方向进行相对的位移，获得指定的纳米加工间距。

2.根据权利要求1所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的STM探针作为阳极，连接电源的正极，样品作为阴极接地，样品置于压电扫描驱动器上，通过压电扫描驱动器在z方向的移动，调节阳极与阴极之间的间距。

3.根据权利要求1所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的隧道电流-高度关系曲线为隧道电流随高度增加而呈指数衰减，隧道电流为I，高度为针尖高度D，近似的拟合曲线为I=C1×exp(-C2×D)，其中C1，C2为拟合常数；初始的隧道间距选取为0.6 ~ 1.6 nm。

4.根据权利要求1所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的纳米尺度的极间加工间距d的范围为：0.5 nm d V / E₀，所述的V为施加在两极间的直流电压幅值，E₀为电场强度阈值，E₀ = 6.0~8.0 V/nm。

5.根据权利要求1所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的在两极间施加短脉冲的直流电压，施加的直流电压为6 ~ 10 V，电压的作用时间为100~ 300 ms。

6.根据权利要求1所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的针尖的尖锐度在原位进行检测和判定。

7.根据权利要求6所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的针尖的尖锐度的检测和判定方法为：在原位采用STM扫描成像的方法，检测样品表面局域的形貌图，与修整加工前的扫描成像图进行对比，如果图像的清晰度获得提高，即表明修整后的针尖变得更加尖锐。

8.根据权利要求6所述的一种快速原位放电修整加工STM探针的方法，其特征在于，所述的针尖的尖锐度的检测和判定方法为：原位检测隧道电流-高度曲线，与修整加工前测得的曲线进行对比，针尖的尖锐化会使得曲线更加陡峭，隧道电流随着高度的增加而下降得更为迅速。