一种射频探针原子力显微镜系统

摘要

本实用新型涉及一种射频探针原子力显微镜系统，该系统包括射频探针(1)、射频谐振电路(2)、射频读出电路(3)、石英音叉探测器(4)、音叉调控电路(5)、XYZ三维样品台(6)、原子力显微镜控制器(7)及射频信号发生器、前置放大器和万用表(8)。将射频探针与石英音叉探测器组装，通过石英音叉探测器的信号进行反馈，控制针尖和样品之间的间距。将探针上的射频传输线与射频谐振电路上的电感连接形成LC射频谐振电路，利用射频谐振电路对电抗(容抗和阻抗)的敏感特性，当探针针尖在样品表面逐点扫描时，将会引起谐振电路谐振频率的变化，利用此谐振频率作为反馈信号，从而实现样品表面形貌成像。

主权项

一种射频探针原子力显微镜系统，包括射频探针、射频谐振电路、射频读出电路、石英音叉探测器、音叉调控电路、XYZ三维样品台、原子力显微镜控制器、及射频信号发生器、前置放大器和万用表；其中，所述的射频探针作为一种原子力显微镜探针用于扫描样品表面；所述的射频谐振电路用于与射频探针上的微带线集成形成LC射频谐振电路；所述的射频读出电路包括功率分配器、衰减器、低噪声放大器、混频器和低通滤波器，负责射频输入信号的分配、衰减、射频信号的混频、滤波和放大检测，用于驱动射频探针、检测并高速读出扫描时的射频谐振信号；所述的XYZ三维样品台，用于放置并移动样品，实现三维形貌扫描成像；所述的原子力显微镜控制器包括信号处理单元和扫描控制器，结合所述的石英音叉探测器、音叉调控电路及XYZ三维样品台用于控制原子力显微针尖和样品间距，并实现信号的转换及传输，最终实现样品表面形貌的成像和显示；其特征在于：将射频探针的针尖组装在石英音叉探测器的侧臂上，音叉的两个电极接入到音叉调控电路，然后连接至原子力显微镜控制器上；将射频探针躯干上的射频传输线与射频谐振电路连接形成LC射频谐振电路；将LC射频谐振电路接入到射频读出电路中，射频读出电路与原子力显微镜控制器连接；利用集成后的射频探针对XYZ三维样品台上的被测样品进行形貌扫描，将LC射频谐振电路的谐振频率信号反馈至原子力显微镜控制器中，实现样品表面形貌的成像和显示。