[发明专利]量子隧穿和球面散射场复合原理传感方法与装置

摘要

量子隧穿和球面散射场复合原理传感方法与装置属于精密传感与测量技术；本发明针对导体被测物采用量子隧穿和球面散射场复合原理传感，首先调整复合原理测头和被测件的相对距离进入工作区间，然后采用球面散射场原理得到瞄准间隙的粗测结果，据此将被测物和微测球的瞄准间隙直接调整至隧穿工作区间，然后通过三维量子隧穿效应的产生将瞄准间隙转化为传感信号；本发明还提供了一种复合原理传感装置；本发明在测量导体被测物时有效兼顾了纳米分辨力、三维各向同性和非接触式传感特性，可实现大深宽比微纳/微小结构的高分辨力测量。

主权项

1.一种量子隧穿和球面散射场复合原理传感方法，其特征在于：所述传感方法包括以下步骤：①采用测头姿态调整机构对复合原理测头相对被测件的姿态进行调整，使复合原理测头进入瞄准姿态；再用测量驱动机构驱动复合原理测头或被测件，在两者之间的相对距离进入工作区间后，测量驱动机构停止驱动；②先用球面散射场传感原理传感，得到被测件和微测球瞄准间隙的粗测结果，根据该粗测结果控制测量驱动机构，使微测球和被测件的瞄准间隙直接进入量子隧穿原理的工作区间内，然后采用量子隧穿传感原理进行传感，采用偏置电场发生系统产生偏置电压加载在微测球和被测件之间形成偏置电场，尔后通过对偏置电场的调整和控制，使微测球和被测件之间发生三维量子隧穿效应，将微测球与被测件之间的瞄准间隙转化为传感信号；③采用复合原理信号检测系统对上述②中传感信号进行检测和处理，根据瞄准间隙和传感信号之间对应关系的模型，以纳米分辨力提取微测球和被测件之间的瞄准间隙信息，实现三维、纳米分辨力传感与测量。