[发明专利]一种压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体

说明书

本发明公开了一种压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体，压电双晶片式惯性压电马达和压电扫描器固定于底座上并且该压电扫描器的振动平面与压电双晶片式惯性压电马达的行走方向垂直，两个压电片相互平行设置于基座和导轨之间，压电片的一端通过胶体垂直固定于基座上，压电片的另一端通过胶体固定有导轨，该压电片为厚度方向或径向极化的压电片，导轨的凹槽方向与压电片的极化方向一致，滑动质量块滑配于导轨上，探针和样品分别固定于压电扫描器和滑动质量块上或者探针和样品分别固定于滑动质量块和压电扫描器上，该探针的针尖指向样品。本发明成本很低、性能优良、结构简单且多样、制作工艺简便、安全性高且可在低压情况下使用。

技术领域

本发明属于扫描探针显微镜镜体技术领域，具体涉及一种压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体。

背景技术

目前，压电管在高精度控制领域的应用日益广泛，可以同时实现三维的高精度控制，因此在扫描探针显微镜镜体中有广泛的应用，但是压电管的操作程序复杂且成本较高；由于压电管的半封闭式结构，其内部电极不便于连接；用于高真空环境下时，不利于抽真空。因此，增加了扫描探针显微镜的制作成本和操作难度，不利于扫描探针显微镜的普及及应用，制约了纳米科技的发展。在项目批准号为：11304082的国家自然科学基金“超快速扫描隧道显微镜的改进与应用”的支持下，本专利提出了一种压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种成本很低、性能优良、结构简单且多样、制作工艺简便、安全性高且可在低压情况下使用的压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体，其特征在于包括底座、压电双晶片式惯性压电马达和压电扫描器，其中压电双晶片式惯性压电马达和压电扫描器固定于底座上并且该压电扫描器的振动平面与压电双晶片式惯性压电马达的行走方向垂直，压电双晶片式惯性压电马达由基座、两个压电片和导轨构成，其中两个压电片相互平行设置于基座和导轨之间，压电片的一端通过胶体垂直固定于基座上，压电片的另一端通过胶体固定有导轨，该压电片为厚度方向或径向极化的压电片，导轨的凹槽方向与压电片的极化方向一致，滑动质量块滑配于导轨上，探针和样品分别固定于压电扫描器和滑动质量块上或者探针和样品分别固定于滑动质量块和压电扫描器上，该探针的针尖指向样品。

进一步优选，所述压电片与基座和导轨的接触部位分别设有未涂电极部位。

本发明所述的压电双晶片式马达制作的扫描探针显微镜镜体，其特征在于包括底座、压电双晶片式惯性压电马达和压电扫描器，其中压电双晶片式惯性压电马达和压电扫描器固定于底座上并且该压电扫描器的振动平面与压电双晶片式惯性压电马达的行走方向垂直，压电双晶片式惯性压电马达由基座、压电双晶片和导轨构成，其中压电双晶片由两个平行设置的底片及设置于两底片之间的两个压电片构成，两个压电片通过胶体垂直固定于两底片之间并且两个压电片相互平行，该压电片为厚度方向或径向极化的压电片，压电双晶片一端的底片固定于基座上，压电双晶片另一端的底片上固定有导轨，该导轨的凹槽方向与压电片的极化方向一致，滑动质量块滑配于导轨上，探针和样品分别固定于压电扫描器和滑动质量块上或者探针和样品分别固定于滑动质量块和压电扫描器上，该探针的针尖指向样品。

进一步优选，所述压电片与两底片的接触部位分别设有未涂电极部位。

进一步优选，所述基座和导轨的材质均为蓝宝石、钨、钛、陶瓷或不锈钢，所述胶体为环氧树脂胶、丙烯酸酯胶、α-氰基丙烯酸乙酯胶或氯丁橡胶，所述压电马达的驱动信号为不对称的周期性锯齿波信号。

进一步优选，所述压电扫描器为压电单晶片扫描器，包括两个平行设置的底片及设置于两底片之间的压电片和非压电材料支撑体，其中压电片通过胶体垂直固定于两底片之间，该压电片为厚度方向或径向极化的压电片。