[发明专利]形貌可控扫描隧道显微镜针尖制备系统

摘要

形貌可控扫描隧道显微镜针尖制备系统，涉及扫描隧道显微镜。包括腐蚀平台、工作电路和控制软件，可制备用于STM测试需要的各种针尖。其中腐蚀平台包括装有腐蚀液体的电解池、用于固定和调节金属丝位置的探针定位机构以及可实时观察腐蚀过程中针尖形貌变化的监测平台；而工作电路为电解池供电，同时采集针尖电压信号，反馈给计算机控制软件，并由电机驱动电路控制步进电机完成探针的给进和提拉动作；控制软件则控制可编程电源输出不同变化模式电流，并根据采集卡反馈的电压信号，在针尖拉断瞬间及时关断电源，触发步进电机提取针尖。基于实时控制、实时观测及反馈，实现动态腐蚀过程的可控操作，从而制备出所需的不同形貌STM用针尖。

主权项

1.形貌可控扫描隧道显微镜针尖制备系统，其特征在于设有针尖腐蚀平台、工作电路和控制软件；/n所述针尖腐蚀平台包括电解池、探针定位机构和监测平台；在电解池中装有腐蚀溶液，电解池的液面中间插入待腐蚀的金属丝作为阳极，阳极与阴极在液面处被隔离；/n所述探针定位机构由三维位移台和步进电机组成，xy方向保证金属丝处于容器的中央，z方向上调节金属丝浸入液面的深度；/n所述监测平台为CCD相机和显示屏构成的可视系统，可观察探针进入液面的位置、角度，辅助金属丝准确定位及监测电化学腐蚀过程中针尖形貌变化；/n所述工作电路包括电解池供电电路、电压采集电路及电机驱动电路；所述电解池供电电路由直流电源为电解池部分提供充足的电流和电压，所述直流电源的输出电流呈梯度变化；所述电压采集电路利用数据采集控制卡对金属针尖上的电压信号进行采样，同时将AD转换后的信号反馈给计算机控制软件；所述电机驱动电路控制电机按时启停，带动金属丝运动，完成指定位移，实现探针的定位和腐蚀结束时的提拉；/n所述控制软件包括电源初始化模块、电流输出控制模块、采集显示模块及电机控制模块，实现仪器控制及数据采集；/n所述电流输出控制模块控制电源由初始电流开始，按程序设定的模式输出变化电流；/n所述采集显示模块负责转换处理数据采集卡获取的针尖电压信号，并与预设的阈值电压进行比较；当采集到的电压大于阈值电压时，金属丝断裂，此时，软件控制电路迅速切断电源；软件还设有电压动态显示及数据存储功能，结合监测平台的监测数据，建立电流、电压和针尖形貌的数据后台。/n