[发明专利]基于碳纳米管探针的超高真空快速扫描探针显微方法有效

专利信息
申请号: 201210259879.2 申请日: 2012-07-25
公开(公告)号: CN102768292A 公开(公告)日: 2012-11-07
发明(设计)人: 徐临燕;傅星;胡小唐 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: G01Q60/10 分类号: G01Q60/10;G01Q60/16
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 程毓英
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要: 发明属于扫描探针显微术领域,涉及一种基于碳纳米管探针的超高真空快速扫描探针显微方法,包括:将碳纳米管固定于扫描隧道显微镜的探针端部;标定碳纳米管探针在Z向的场发射电流灵敏度曲线族;将碳纳米管探针固定到探针夹持器中,调整到扫描要求的真空状态;在恒流模式下,使碳纳米管探针进入隧道状态;使Z向压电陶瓷扫描器保持不动;设置扫描范围、扫描速度、采样点参数,逐点记录碳纳米管探针的场发射电流i,在恒高模式下对待测样品进行快速成像扫描。本发明具有可靠性高,速度快,能够提高扫描成像的面内分辨力的优点。
搜索关键词: 基于 纳米 探针 超高 真空 快速 扫描 显微 方法
【主权项】:
一种基于碳纳米管探针的超高真空快速扫描探针显微方法,采用超高真空扫描隧道显微镜设备,包括下列步骤:(1)将碳纳米管固定于扫描隧道显微镜的探针端部,保证碳纳米管与扫描隧道显微镜探针同轴或轴线平行,这里称固定了碳纳米管的探针为碳纳米管探针;(2)标定碳纳米管探针在Z向的场发射电流灵敏度曲线族i=f(h,u),其中,h为碳纳米管探针针尖与待测样品间距,u为碳纳米管探针与待测样品间所加直流电压,i为碳纳米管探针与待测样品间的场发射电流;(3)将碳纳米管探针固定到探针夹持器中,将待测样品置于样品台,随后将超高真空扫描探针显微镜调整到扫描要求的真空状态;(4)根据已有信息,分析待测样品表面起伏的最大高度差,记为H;(5)根据场发射电流灵敏度曲线族i=f(h,u)和待测样品表面的平整度选取向碳纳米管探针加载的直流电压u0,若已知待测样品表面较平整,选择较小的场发射电流;(6)在恒流模式下,设置扫描范围为0,执行扫描隧道显微镜进针操作,此时碳纳米管探针进入隧道状态;(7)使Z向压电陶瓷扫描器保持不动;(8)将Z向压电陶瓷扫描器调整至远离待测样品表面方向,调整距离为h0=aH,安全系数a的取值范围为:1.5≤a≤3;(9)将探针和待测样品间电压设置为u0,使碳纳米管探针和待测样品间产生稳定的场发射电流i;(10)设置扫描范围、扫描速度、采样点参数,逐点记录碳纳米管探针的场发射电流i,在此恒高模式下对待测样品进行快速成像扫描。
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