[发明专利]基于扫描探针显微镜的微/纳米热电原位探测装置及探测方法

摘要

本发明提供了一种基于扫描探针显微镜的微/纳米热电原位探测装置。该装置系统采用具有导电、导热性的探针，能够提供样品的表面形貌探测、电信号探测以及热信号探测模式，通过控制探针的位移或振动轨迹，能够原位、同步、实时地探测样品的电、热性能。因此，该装置克服了现有扫描探针显微镜仅具有电或热信号的单一探测功能的局限性；同时，能够原位、同步、实时地探测材料的温度与热导分布、电性能及其动态演化过程，从而直观地研究材料的磁‑热之间的耦合规律与机制，有助于降低微/纳器件的功耗，提高其稳定性和集成度，大大推进微/纳尺度热科学的发展。

主权项

1.一种基于扫描探针显微镜的微/纳米热电原位探测装置，用于探测样品的表面形貌、热学性能以及导电性能，其特征是：包括如下：(1)扫描探针显微镜平台、探针、探针控制单元探针控制单元：用于驱动或者控制探针进行位移和/或振动；探针：具有导电性与导热性；所述的探针包括探针臂与针尖；(2)形貌检测平台包括位移或振动信号采集单元，用于接收探针的位移信号或振动信号；探针自初始位置对样品表面进行横向定向扫描，扫描过程中控制探针针尖与样品表面点接触，位移或振动信号采集单元接收探针针尖的纵向位移信号或振动信号，经采集分析得到样品的形貌信号；(3)热信号检测平台包括热学回路与热信号采集单元；所述的热学回路由电信号施加单元激励电信号，该电信号流入探针并对探针进行加热，探针与样品进行热交换，使热学回路中的电压信号发生改变，经采集电压信号的变化得到样品的热信号；(4)导电信号检测平台包括电学回路与电信号采集单元；所述的电学回路由电信号施加单元激励电信号，该电信号依次流入探针、样品，经电信号采集单元得到样品的导电信号；(5)中心控制单元用于初始化系统各单元，控制系统各单元，接收样品的形貌、热、导电信号、分析后得到样品的形貌、热、导电信号图像。