[发明专利]一种具有磁-电信号探测功能的扫描探针显微镜的探测方法

摘要

本发明提供了一种具有磁‑电信号探测功能的扫描探针显微镜的探测方法，在一次扫描过程中利用接触模式同时得到样品的形貌信号与导电信号或者形貌与压电信号，然后再进行第二次扫描，利用非接触模式得到样品的磁信号。与现有技术相比，该探测方法简化了探测过程，高效地实现了样品的电学特性，包括导电特性和压电特性，以及磁性的表征，降低了探测成本，提高了探测精度。另外，本发明优选在扫描探针显微镜系统中引入开尔文控制器用于消除静电力，从而在磁信号测量中有效避免了样品表面电势的干扰，提高了测试准确性。

主权项

1.一种具有磁‑电信号探测功能的扫描探针显微镜的探测方法，其特征是：所述的扫描探针显微镜包括：选用兼具磁性与导电性的探针；用于驱动探针进行位移和振动的探针控制单元；用于接收探针的位移和振动信号的探针信号采集单元；用于激励样品压电性质的压电电学控制单元；和用于激励和采集样品导电性质的导电电学控制单元；将样品固定于扫描探针显微镜平台，探测方法如下：(1)探针自初始位置对样品表面进行定向扫描，扫描过程中采用接触模式，即，控制探针针尖与样品表面点接触在该扫描过程中，在某一扫描点的探测过程为如下A过程：探针信号采集单元接收探针悬臂的位移信号，经采集分析得到样品在该扫描点的形貌信号；同时，当样品具有导电性时，导电电学控制单元产生激励电信号，该电信号流入探针与样品，构成电学回路，经电信号采集单元得到样品的导电信号；当样品具有压电性时，压电电学控制单元产生频率为f的交流电信号传递至样品，由于逆压电效应样品产生频率为f的振动并传递至探针，探针信号采集单元接收探针频率为f的振动信号，经分析得到样品在该扫描点的压电信号；然后，沿着定向扫描方向进入下一扫描点，重复上述A过程，直至扫描结束；(2)当步骤(1)中所述的定向扫描结束，探针返回至所述的初始位置，采用非接触模式，即，探针向上抬高一定距离，按照所述的扫描方向对样品表面进行扫描控制探针针尖沿步骤(1)得到的形貌轮廓进行振动扫描；在某一扫描点的探测过程为如下B过程：探针信号采集单元接收探针的振动信号，经采集分析得到样品的磁信号图像。