[发明专利]一种超低摩擦系数测量的微悬臂梁探针的加工方法

摘要

本发明涉及原子力电镜探针技术领域，提供了一种超低摩擦系数测量的微悬臂梁探针的加工方法，包括步骤1：建立微悬臂梁探针测量摩擦系数的模型；根据原子力显微镜的测量原理，通过探针的扭转和弯曲来分别建立测量摩擦力和正压力的表达式；将表达式联立建立探针测量摩擦系数的模型；步骤2：根据模型确定微悬臂梁探针的尺寸参数，长度l、宽度w及厚度t等；步骤3：加工探针。借此，本发明通过建立微悬臂梁探针测量摩擦系数的模型、再根据模型确定微悬臂梁探针的尺寸参数，之后加工制作探针。本发明建立了微悬臂梁探针测量摩擦系数的模型并且利用现有原子力显微镜高精度光学成像系统和高精度运动控制系统实现了探针的加工制作。

主权项

1.一种超低摩擦系数测量的微悬臂梁探针的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立微悬臂梁探针测量摩擦系数的模型/n根据原子力显微镜的测量原理，通过探针的扭转和弯曲来分别建立测量摩擦力和正压力的表达式；/n将表达式联立建立探针测量摩擦系数的模型；/n步骤2：根据模型确定微悬臂梁探针的尺寸参数/n以摩擦系数μ分辨率μ_minn并结合最大正压力F_Nmax或最小摩擦力F_Lmin以及原子力显微镜特性的约束条件，利用步骤1建立的模型计算确定微悬臂梁探针的尺寸；/n所述微悬臂梁探针尺寸包括，长度l、宽度w及厚度t；/n步骤3：加工探针/n根据步骤2确定的尺寸，加工微悬臂探针，包括如下工序：/nS1,选择商用带针尖的微悬臂探针，通过聚焦离子束飞行时间二次离子质谱仪，把针尖的尖锐前端切割成宽度为1-1.5微米的平台,制成探针样备用；/nS2,将用于制备探针针尖的微球颗粒置于丙酮或乙醇溶液中进行超声清洗，并将清洗后的颗粒密封保存于分散液中备用；/nS3,将标记有位置的硅片模板放在丙酮或异丙醇溶液中进行超声清洗，清洗后吹干备用；/nS4,取一滴含有微球颗粒的乙醇或者去离子水分散液，滴在经上述处理后的标记有位置的硅片模板上，干燥后待用；/n微球颗粒为二氧化硅小球或者有机药物颗粒；微球颗粒的直径为200-1000nm。/nS5,制备环氧胶水片；在载玻片或者硅片上均匀涂覆一层环氧胶水，备用；/nS6,利用原子力显微镜对S4中制备好的硅片模板进行扫描成像，使颗粒充分分散，并根据标记记录分散的位置；/nS7,将S6中原子力显微镜的自有探针更换为S1中制备好的探针样，并调整激光的位置和反射值，保证原子力显微镜有效的进针轨迹；/nS8,将S5中准备好的环氧胶水片固定在样品台上，然后调节原子力显微镜采用接触模式进针，探针样接触到环氧胶水表面并静置30秒，使探针样的平台上充分粘上环氧胶水后退针；/nS9,将环氧胶水片更换为S4中制备的硅片模板，使探针样再次进针至S6中记录好的颗粒位置，静置60秒，使微球颗粒能够粘接在探针样上；/nS10,取下S9的探针样，待环氧胶水完全固化后得所述微悬臂探针。/n