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专利号: 201811145481X
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种原子力显微镜的探针装置,包含探测针和探针座,探测针包括微悬臂以及设于所述微悬臂一端的针尖,所述微悬臂远离所述针尖的另一端的侧表面形成有狭槽,其特征在于,探针座,包括:吸附定位件,其具有吸附定位面;所述吸附定位面上开设有与抽真空部件连通的导气槽,用于使所述探测针吸附定位于所述吸附定位面;以及施力件,其包括本体以及设于所述本体下端的狭槽贴片,所述狭槽贴片与所述狭槽的形状相配合;所述本体滑动设置于所述吸附定位件的两侧且于第一位置和第二位置之间移动以使所述狭槽贴片嵌入所述狭槽或从所述狭槽中分离;

施力装置设置于所述狭槽贴片上,所述施力装置包含引导球体和施力弹簧,所述引导球体顶部表面设置有弹力传感片,达到对探针微悬臂末端施加固定作用力和控制探针微悬臂起伏运动幅度的目的;

圆形开口设置于所述狭槽贴片的上表面且由所述狭槽贴片前段至末端所述圆形开口的直径逐渐增加,所述施力弹簧的一端抵接所述狭槽贴片的下表面,另一端抵接所述引导球体的下端,并使所述引导球体上端的部分球体通过所述圆形开口露出所述狭槽贴片的上表面,露出部分的高度为H,由所述狭槽贴片的前段至末端H逐渐增大,由所述狭槽贴片的前段至末端所述狭槽贴片引导球体直径大小与其对应的所述狭槽贴片圆形开口相匹配;

所述本体从远离针尖端的第一位置向着针尖方向移动至第二位置的过程中,处于不同的位置时,对应的所述施力装置利用所述引导球体和所述施力弹簧对所述微悬臂末端施加不同大小的固定作用力;所述弹力传感片受压力的平均值作为微悬臂末端施加固定的作用力。

2.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜的探针装置,其特征在于,所述本体包括导引件和连接件,所述连接件设于所述吸附定位件的两侧并连接所述导引件和所述狭槽贴片;所述导引件滑动地设置于所述吸附定位件的顶面。

3.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜的探针装置,其特征在于,所述吸附定位件的侧面或顶面设有容置槽;所述本体包括导引件和连接件,所述连接件设于所述吸附定位件的两侧并连接所述导引件和所述狭槽贴片;所述导引件滑动地设置于所述容置槽中。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种原子力显微镜的探针装置,其特征在于,所述本体和所述狭槽贴片为一体成形。

5.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜的探针装置,其特征在于,所述狭槽形成于所述另一端的侧表面的中心线上。

6.根据权利要求5所述的一种原子力显微镜的探针装置,其特征在于,所述狭槽的形状为U形。

7.一种如权利要求1所述的一种原子力显微镜的探针装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,将探测针移动至探针座定位吸附件的位置,利用抽真空部件通过导气槽施加负压使微悬臂的背面贴合于吸附面;

步骤2,施加外力推动施力件,使施力件的本体沿着吸附定位件的侧面从远离针尖的第一位置向针尖方向移动,根据需要可至第二位置,在移动的过程中狭槽贴片嵌入到狭槽中,完成探测针与探针座的施力定位;在本体移动的过程中,应确保导气槽未被本体的导引件遮蔽;

步骤3,根据测试对象的不同,调节移动施力件的本体使其位于第一位置至第二位置中的任一位置处,包含第二位置但不包含第一位置,用以对微悬臂末端的施加特定作用力大小的弹性紧固;在本体移动的过程中,应确保导气槽未被本体的导引件遮蔽;

步骤4,关闭抽真空部件,进行测试。