[发明专利]差动滑行的单管扫描隧道显微镜主体装置

摘要

本发明扫描隧道显微镜(STM)的主体装置是采用差动滑行原理传动的。使探针或样品在预夹持力作用下做差动滑行，可进行探针与样品间距的精细调节，以产生所需大小的隧道电流。差动螺纹的尺寸误差不会带给滑动件，而只会按照给定的螺距之差精细传动。预夹持力使系统处于随遇稳定状态，易于调节。经实空下对石墨和二硫化钼的STM测试结果证明具有原子级分辨率，且重复性好。本装置易于制造，稳定性好，调节方便，便于自动控制，利于低温和真空下测试。

主权项

1、一种扫描隧道显微镜(STM)主体装置，其特征在于使用螺纹差动机构与直线滑行机构相结合的样品与探针间距精细调节装置，该装置包括差动滑行部件、自动控制驱动部件、样品台部件、探针台部件和施力元件五个部分，各部件的结构联接方式和装置的操作方法：将探针6紧插入探针座7的中心细孔中，再将探针座以其上的螺纹(M2.5)旋在压电陶瓷管9前端部的金属螺母8上；施力元件将装有探针的探针台10和固定有样品5的样品台4分别拉紧在两个滑块12上，同时对滑块12施加预夹持力使其紧夹在滑轨13上；差动螺杆14旋入滑块12的对应螺纹中，其右端由活络轴套2联接在步进电机1的轴端上，步进电机驱动活络轴套2拨动螺杆14转动；样品台4由预置位调节螺杆3驱动在滑块12上滑动，而粗调节探针与样品之间距，同时受施力元件11的预夹持力作用而处于随遇稳定状态；控制步进机1转动，并配以压电陶瓷管9的电反馈伸缩，获得所需大小的隧道电流。