[发明专利]原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置及方法

权利要求书

1.一种原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置，其特征在于：包括绝缘基底（6），以及在绝缘基底（6）上的待测样品（4），待测样品（4）的两侧分别设置有电极（5），其中一个电极与直流电源（1）的正极相连，另一个电极与直流电源（1）的负极相连，直流电源（1）的负极接地；将待测样品（4）和绝缘基底（6）置于原子力显微镜的压电位移载物平台上，原子力显微镜的导电探针（3）的末端通过导线连接到电压表（2）的正极上，电压表（2）的负极接地；电压表（2）的数据输出端与电脑相连。

2.根据权利要求1所述的原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置，其特征在于：所述的电极（5）与待测样品（4）的两个侧面完全接触，且未覆盖至待测样品表面；电极（5）的厚度与待测样品（4）的厚度相等，且在垂直于电场方向上，电极（5）的长度与待测样品（4）的长度也相等。

3.根据权利要求1所述的原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置，其特征在于：所述的电极（5）为长条形电极。

4.一种原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将待测样品（4）放置在绝缘基底（6）上，再在待测样品（4）的两侧分别制作电极（5）；然后将绝缘基底（6）放置在原子力显微镜的压电位移载物平台（7）上；

2）从原子力显微镜的导电探针上引出一根导线连到电压表的正极上，电压表的负极接地；同时，电压表的读数通过数据线实时传递给电脑；

3）将两个电极分别连接至恒流直流电源（1）的正负极上，直流电源（1）的负极接地；然后给两个电极之间通以恒定的电流；

4）待电流稳定后，在光学显微镜（10）下选择扫描区域，调整原子力显微镜，将工作模式调至接触模式，设定载荷；原子力显微镜的激光发射器（8）发射的激光打到导电探针（3）的背面，导电探针（3）将激光反射至激光接收器（9），原子力显微镜通过观察发射激光的变化和控制导电探针（3）的竖直方向位移，使导电探针在不损坏样品表面的前提下能采集到稳定的电势信号，保证导电探针与样品表面稳定的欧姆接触；通过压电位移载物平台（7）的扫描运动，导电探针将扫描区域内各个点的对地电势信号传递到电压表，相邻两点的电势差则反映了待测样品上这两点之间的电阻分布情况。