压电微音叉扫描探针显微镜测头研究

压电微音叉具有良好的谐振特性，并易于实现其振动的检测。利用这些特性，与钨探针结合，构成了一种新型的表面轮廓扫描测头。该新型测头与X-Y压电工作台结合，采用与TM-AFM相同的工作原理，构成了扫描探针显微镜。介绍了压电微音叉扫描测头的构成、工作原理及主要特性，给出了所构成的扫描探针显微镜测量系统。通过实验及其结果，证明了新型测头具有高垂直分辨率、低破坏力等优点。除此之外，由于采用了有效长度大的钨探针，使大台阶微观表面的测量成为可能。     

基于相位反馈控制的压电微音叉扫描探针显微镜

压电微音叉具有谐振频率稳定、品质因数高和易于实现音叉臂的振动检测等优点。利用微音叉的这些特性,将其与钨探针结合,构成了压电微音叉扫描探针显微镜(SPM)测头,可实现对微观表面的测量。该测头扫描时,压电微音叉的谐振频率被试样表面原子和钨探针尖端原子间的作用力调制。探针的谐振状态通过锁相环路(PLL)实现,微音叉测头与试样间的恒定测力及测头的Z向定位通过相位反馈控制实现。此外,测量系统可同时获得试样表面的微观轮廓图和相位图。     

扫描探针显微镜

本文对近几年发展起来的扫描探针显微镜及其应用作了简要介绍。     

轻敲式扫描探针显微镜

介绍了扫描探针显微镜的发展与分类，对原子力显微镜的三种工作模式的优劣作了比较；重点叙述了轻敲式原子力显微镜的工作原理；引出了轻敲式原子力显微镜应用的一种新技术－相位成像技术，最后简单介绍了由北京市中科机电设备公司于2001年9月推出的Nspm-6800型扫描探针显微镜。     

国产CSPM-930型扫描探针显微镜介绍

国产CSPM－930型多功能扫描探针显微镜,是一种与光学显微镜结合的、具有STM、AFM、LFM等多模式和功能的实用型仪器。该仪器在设计上考虑国内科研的实际需要,在分辨率等主要性能指标上毫不逊色于国外同类SPM产品,在性能价格比、适用性、及售后服务等方面有着明显的优势。在纳米科技的各个研究领域亦有着上乘的表现。     

开放式多功能扫描探针显微镜系统

开放式多功能扫描探针显微镜、集成扫描隧道显微镜、原子力显微镜、横向力显微镜和静电力显微镜．具有接触、半接触和非接触工作模式，可进行作用力、电流、电位、光能量等参数的高度局域综合测量,具有极高的开放性和可扩展性，支持用户进行二次开发。     

基于聚偏氟乙烯的扫描探针显微镜系统

采用聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜和压电陶瓷(PZT),并结合由电化学研磨得到的钨探针,研制了一种具有对称结构的新型轻敲模式扫描测头。在该测头中,PVDF压电薄膜作为振动梁,其下方中间位置固定有钨探针,在PZT的驱动下,PVDF和探针处于谐振振动状态,同时,PVDF作为微力传感器检测探针顶端原子与试样表面原子间的作用力。所构建测头结合三维纳米定位台、控制程序等构成了新型扫描探针显微镜系统。介绍了测头的构成、工作原理、特性以及SPM系统的整体结构、测量原理、三维工作台的定位控制、信号处理过程和整系统特性测试,并以一维标准光栅为试样进行三维图像扫描,证明了该新型扫描探针显微镜系统的可行性和有效性。     

模块化扫描探针显微镜的研究

介绍一种多功能、模块化扫描探针显微镜,它综合了ＳＴＭ、ＡＦＭ、ＭＦＭ、ＦＦＭ等的功能,不仅能检测物质表面微观形貌,还能检测微小静电力、磁力、原子力和摩擦力,具有较好的灵活性和较宽的应用范围。     

扫描探针显微镜在纳米科技中的应用

本文在介绍了扫描探针显微镜的发展和有关纳米科技知识的基础上,论述了扫描显微镜在纳米科技中的应用。     

扫描探针显微镜单管式扫描器结构误差的研究

单管式扫描器的结构误差是影响扫描探针显微镜测量精度的主要误差因素之一。本文对单管式扫描器的结构误差,主要包括交叉耦合误差、非正交误差以及扫描器形状误差,进行了实验和理论研究,并提出了一些相应的补偿措施。     

模块化的保偏近场扫描光学显微镜结构设计

采用模块化的设计思想，制成了高质量且简单易用的音又光纤探针模块、模块化的扫描探头、扫描台等，从而研制出高性能，易操作的模块化的保偏近场扫描光学显微镜。     

Force-gradient-induced mechanical dissipation of quartz tuning fork force sensors used in atomic force microscopy

We have studied the dynamics of quartz tuning fork resonators used in atomic force microscopy taking into account the mechanical energy dissipation through the attachment of the tuning fork base. We find that the tuning fork resonator quality factor changes even in the case of a purely elastic sensor-sample interaction. This is due to the effective mechanical imbalance of the tuning fork prongs induced by the sensor-sample force gradient, which in turn has an impact on dissipation through the attachment of the resonator base. This effect may yield a measured dissipation signal that can be different from the one exclusively related to the dissipation between the sensor and the sample. We also find that there is a second-order term in addition to the linear relationship between the sensor-sample force gradient and the resonance frequency shift of the tuning fork that is significant even for force gradients usually present in atomic force microscopy, which are in the range of tens of N/m.     

用扫描隧道显微技术实现原子识别的原理初探

本文阐述用扫描探针显微技术获取样品表面功函数、局域态密度以及原子表观半径的基本理论和方法,提出了根据这些表面信息进行原子识别的基本思想。     

扫描探针显微镜在粗糙度、纳米尺寸、表面形貌观测方面的应用

扫描探针显微镜是近十几年来在表面特征表面形貌观测方面最重大的进展之一，是纳米测量学的基本工具，本文叙述了扫描探针显微镜的工作原理、检测模式及在观察检测纳米级的粗糙度、微小尺寸、表面形貌方面的特点和方法，比较了原子力显微镜、常规的表面轮廓仪、干涉显微镜、扫描电子显微镜在表面特性、表面形貌观测方面的性能，着重介绍了扫描探针显微镜在这方面的应用和存在的问题。