[发明专利]探针位置控制系统和方法

摘要

本发明提供一种消除热漂移或者其他变化的影响的技术，通过使用该技术，改善扫描探针显微镜或者原子机械手的观测或者操作精度，校正在观测或者操作过程中由于发热或者其他因素引起的探针与样品相对位置的前述变化。为了获得样品表面的原子级图像，或者在样品表面上的原子上执行特定操作，本发明适用于探针位置控制方法，以便当测量样品表面上的目标原子与探针尖端之间相互作用时控制探针与样品的相对位置。在本方法中，当探针在平行于样品表面的两个方向上以频率f₁和f₂相对于样品振荡时(S1a)，探针与样品的相对位置发生变化。同时，根据在垂直于被探测样品表面的方向上作用的相互作用的测量值来探测频率f₁和f₂消失的点(或者特征点)(S1b)。然后，控制探针与样品的相对运动，从而保持由此探测的测量值(即被跟踪的特征点；S1c)，确定前述的相对运动速度(S1d)。随后，利用探测的速度校正相对位置控制(S2)。

主权项

1.一种探针位置控制系统，用于在测量样品表面的原子与探针尖端之间的相互作用的同时，控制探针与样品的相对位置，获得样品表面的原子级图像，或者在样品表面上的原子上执行特定操作，所述探针位置控制系统包括：a)测量装置，用于测量垂直于样品表面方向上的上述相互作用；b)振荡器，用于在平行于样品表面的两个方向上，分别以频率f1和f2相对振荡探针和样品；c)跟踪器，用于在探针和样品相对移动时，测量上述相互作用，根据相互作用的测量值，探测频率f1和f2消失的点，和用于控制探针和样品的相对运动，从而保持由此探测到的测量值；和d)速度探测器，用于根据由所述跟踪器产生的相对运动量来确定上述相对运动的速度；和e)校正器，用于利用探测到的速度，来校正所述相对运动的控制。