[发明专利]纳米尺度静电场的构筑方法和装置

权利要求书

1.纳米尺度静电场的构筑方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）选取曲率半径为纳米级的导电探针和具备下电极的绝缘材料；

（2）将具备下电极的绝缘材料固定于工作台上，下电极与外部程控直流电源相连接；导电探针设置于绝缘材料上表面，所述探针固定在微悬臂上，且接地；

（3）工作台和外部程控直流电源同时由程控驱动装置控制，通过程控驱动装置设定探针在绝缘材料上表面相对移动的路径及速度、注入电荷的位置、注入电荷位置处所需施加的直流电压以及脉冲时间、探针路径上和注入电荷位置处探针与薄膜表面的接触程度，并运行之，在注入电荷目标位探针和下电极间形成电场，在该电场力的作用下大地中的自由电荷被注入该目标位；

（4）将外部程控直流电源的电压设定为0，根据探针尺寸和按步骤（3）中构筑的注入电荷点阵的分布，通过程控驱动装置设定使探针和绝缘材料间由注入电荷激发的电场强度达到目标值时探针所在的位置和状态，以及到达该位置的方式；

（5）探针运行至目标位，纳米尺度的静电场构筑完成。

2.根据权利要求1所述的纳米尺度静电场的构筑方法，其特征在于：探针上方设有监控探针位置及其受力程度的光学系统，光学系统把探测到的信息经锁相放大系统输送到反馈系统，反馈系统和程控驱动装置相连。

3.纳米尺度静电场的构筑装置，其特征在于：包括一工作台，工作台上放置有具备下电极的绝缘材料，绝缘材料的上表面垂直设置有曲率半径为纳米尺度的导电探针，导电探针固定在微悬臂上，且接地，微悬臂的力常数为0.12～40N/m；所述工作台由程控驱动装置驱动，所述下电极与受控于程控驱动装置的外部程控直流电源相连接，探针上方设有监控探针位置及其受力程度的光学系统，光学系统把探测到的信息经锁相放大系统输送到反馈系统，反馈系统和程控驱动装置相连。

4.根据权利要求3所述的纳米尺度静电场的构筑装置，其特征在于：所述探针的曲率半径为10纳米。

5.根据权利要求3所述的纳米尺度静电场的构筑装置，其特征在于：绝缘材料为经抛光的BaTiO₃、SrTiO₃或CaCu₃Ti₄O₁₂。