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专利号: 2015100217126
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 超微技术〔7〕
更新日期:2023-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三探针机器人纳米操纵系统,其特征在于包括:扫描器控制模块(1)、倒置或正置光学显微镜(3)、第一探针控制模块(4),第二探针控制模块(5),第三探针控制模块(6),力反馈模块(7)和光学检测模块(8);被操纵物体(2)置于扫描器控制模块(1)上,第一探针控制模块(4)和第二探针控制模块(5)分别置于倒置或正置光学显微镜(3)的两侧,且第一探针控制模块(4)和第二探针控制模块(5)成90°-180°夹角放置,第三探针模块(6)置于第一探针模块和第二探针模块的中垂线上,通过计算机分别控制第一探针控制模块(4)、第二探针控制模块(5)和第三探针控制模块(6)动作和操作;通过力反馈模块(7)和光学检测模块(8)确定实施操纵力的大小,同时第一探针控制模块(4)通过扫描,在纳米尺度上获得被操纵物体的形貌、振幅图像。

2.根据权利要求1所述的一种三探针机器人纳米操纵系统,其特征在于:所述第一探针控制模块(4)由第一探针、第一探针架及第一XYZ方向步进电机组成;第一探针通过第一探针架支撑,并与第一XYZ方向步进电机相连接,第一XYZ方向步进电机与计算机连接。

3.根据权利要求1所述的一种三探针机器人纳米操纵系统,其特征在于:所述第二探针控制模块(5)由第二探针、第二探针架、压电陶瓷驱动器及第二XYZ方向步进电机组成;

第二探针通过第二探针架支撑,并与第二压电陶瓷驱动器连接,压电陶瓷驱动器与第二XYZ方向步进电机相连接;第二XYZ方向步进电机、第二压电陶瓷驱动器与计算机连接。

4.根据权利要求1所述的一种三探针机器人纳米操纵系统,其特征在于:所述第三探针控制模块(6)由第三探针、第三探针架、压电陶瓷驱动器及第三XYZ方向步进电机组成;

第三探针通过第三探针架支撑,并与第三压电陶瓷驱动器连接,压电陶瓷驱动器与第三XYZ方向步进电机相连接。第三XYZ方向步进电机、第三压电陶瓷驱动器与计算机连接。

5.一种三探针机器人纳米操纵方法,其特征在于实现步骤如下:

(1)利用倒置或正置光学显微镜进行样品快速粗定位,选择被操纵物体位置区域,再通过第一探针模块、力反馈模块、光学检测模块及扫描器控制模块对样品进行扫描,以确定被操纵物体的具体位置;

(2)第一探针控制模块通过力反馈模块和光学检测模块的反馈信息,调整确定第一探针位置,并将其移动到被操纵物体的一侧;第二探针控制模块通过力反馈模块和光学检测模块的反馈信息,控制第二探针,并将其移动到被操纵物体的另一侧;两探针形成镊子状,固定住被操纵物体;

(3)第三探针控制模块,通过力反馈模块和光学检测模块的反馈信息,控制第三探针对被操纵物体进行操纵;再使用第一探针控制模块通过扫描,在纳米尺度上获得被操纵后物体的形貌、振幅、力、电、声物理图像信息。