[实用新型]一种扫描隧道显微镜探头的双层样品台

说明书

本实用新型公开了一种扫描隧道显微镜探头的双层样品台，属于扫描隧道显微镜领域，包括上层样品架和下层样品架，上层样品架上设置缺口，下层样品架设置于缺口嵌套的凸起，上层样品架非缺口处用于放置辅助样品，下层样品架的凸起放置目标样品，上层样品架和下层样品架的水平间隔小于等于针尖的最大水平移动量；放置辅助样品的上层样品架与放置目标样品的下层样品架的高度差小于等于针尖的最大竖直移动量；需要对针尖进行特殊处理时，通常为修饰，可通过上层样品架上放置对应的辅助样品进行操作，本实用新型节省了频繁放置辅助样品浪费的时间和精力，提高了STM实验的效率。

技术领域

本实用新型属于扫描隧道显微镜(STM)领域，更具体地，涉及一种扫描隧道显微镜探头的双层样品台。

背景技术

在STM实验系统中，STM探头处都要有一个存放台，其中存放着将要扫描的样品架。存放台的上方则放置可动的针尖架，针尖正对样品进行隧道电流扫描，从而得到样品的表面形貌和各种物理性质的信息。一般的STM实验系统中只有一个样品架的槽位，只放置一个样品架进行扫描。

上述结构的缺点是在进行STM实验的过程中，如果针尖粘上杂质变脏，需要将样品架从STM探头取出。装入金属单晶的样品架对针尖进行修饰，针尖修饰好后再切换回原来的样品架扫描。如果针尖再次变脏，则需要多次重复以上步骤，根据实验室的实际操作来看，每次扫描样品大约有三分之一的时间是用在修饰针尖上。

若是在超低温下实验，每次切换样品都会浪费更多时间用于实验装置的冷却。而且，有些样品上制备的量子结构只能在低温下保持。如果要切换样品处理针尖，会造成原样品量子结构破坏，需要重新制备，需要花费更多时间和精力。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种扫描隧道显微镜探头的双层样品台，旨在解决现有的STM探头大量时间浪费于修饰针尖导致实验效率较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种扫描隧道显微镜探头的双层样品台，包括：上层样品架和下层样品架；

以上层样品架的上下方向为y轴，以其左右方向为x轴，以其前后方向为z轴方向，上层样品架上设置z轴朝向的U型缺口，下层样品架上设置凸起，缺口与凸起嵌套，且凸起的尺寸小于缺口的尺寸，上层样品架和下层样品架在x轴方向上的水平间隔小于等于扫描隧道显微镜探头中针尖的最大水平移动量；上层样品架非缺口处用于放置辅助样品；下层样品架的凸起放置目标样品；工作状态下辅助样品的上表面与目标样品的上表面在y轴方向上的高度差小于等于针尖基于上层样品架的最大竖直移动量；

优选地，上层样品架和下层样品架的z轴方向上设置有把手，且下层样品架把手位于上层样品架把手的前方。

优选地，辅助样品为金属单晶，用于修饰针尖。

优选地，针尖为磁性针尖，辅助样品为表征针尖磁性状态的样品。

优选地，针尖用于操纵原子时，辅助样品为材料原子，目标样品为目标原子；

优选地，针尖的最大水平移动量为5mm，上层样品架和下层样品架在x轴方向上的水平间隔为1.5mm。

优选地，工作状态下辅助样品的上表面与目标样品的上表面在y轴方向上的高度差小于等于0.1mm。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

本实用新型公开的扫描隧道显微镜探头的双层样品台，包括上层样品架和下层样品架，在上层样品架上设置U型缺口，在下层样品架上设置凸起，正常工作时，上层样品架上放置辅助样品，下层样品架上设置目标样品，可对目标样品进行隧道电流扫描；需要对针尖进行特殊处理时，通常为修饰，可通过上层样品架上放置对应的辅助样品进行操作；需更换目标样品时，可在z轴的U型缺口方向取出目标样品。整体来讲，本实用新型节省了频繁放置辅助样品浪费的时间和精力，提高了STM实验的效率。