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专利号: 2016100326467
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种射频探针原子力显微镜系统,包括射频探针、射频谐振电路、射频读出电路、石英音叉探测器、音叉调控电路、XYZ三维样品台、原子力显微镜控制器、及射频信号发生器、前置放大器和万用表;其中,所述的射频探针为悬臂梁式或非悬臂梁式的硅探针、纤维探针、Si3N4探针,所述射频探针作为一种原子力显微镜探针用于扫描样品表面;所述的射频谐振电路上集成有射频电感,用于与射频探针上的射频传输线集成,形成透射式或反射式LC射频谐振电路,提供射频信号的输入及输出;所述的射频读出电路包括功率分配器、衰减器、低噪声放大器、混频器和低通滤波器,负责射频输入信号的分配、衰减、射频信号的混频、滤波和放大检测,用于驱动射频探针、检测并高速读出扫描时的射频谐振信号;所述的XYZ三维样品台,用于放置并移动样品,实现三维形貌扫描成像;所述的原子力显微镜控制器包括信号处理单元和扫描控制器,结合所述的石英音叉探测器、音叉调控电路及XYZ三维样品台用于控制原子力显微针尖和样品间距,并实现信号的转换及传输,最终实现样品表面形貌的成像和显示;

其特征在于:在音叉臂上涂上胶水,将探针与粘有胶水的音叉组装在一起,射频探针的针尖组装在石英音叉探测器的侧臂上,音叉的两个电极接入到音叉调控电路,然后连接至原子力显微镜控制器上;将与音叉集成后的探针躯干上的射频传输线,通过引线,与射频谐振电路上的射频电感连接形成射频原子力探针的复合体,形成LC射频谐振电路;将LC射频谐振电路接入到射频读出电路中,射频读出电路与原子力显微镜控制器连接;利用集成后的射频探针对XYZ三维样品台上的被测样品进行形貌扫描,将LC射频谐振电路的谐振频率信号反馈至原子力显微镜控制器中,实现样品表面形貌的成像和显示。

2.根据权利要求1所述的一种射频探针原子力显微镜系统,与音叉集成的射频探针,其针尖方向和音叉电极表面方向垂直或平行,使石英音叉探测器处于轻敲或剪切力模式。

3.根据权利要求1所述的一种射频探针原子力显微镜系统,利用音叉控制探针针尖与样品表面的间距,所处的扫描模式为非接触模式。

4.根据权利要求1所述的一种射频探针原子力显微镜系统,其针尖接触样品表面,通过音叉形变进行信号的反馈;或者在非接触模式下,利用射频信号进行反馈。