一种显微监控型可选区原子力显微成像方法及装置

摘要

本发明公开了一种显微监控型可选区原子力显微成像方法及装置。采用将光学显微监控与原子力显微镜（AFM）显微成像相结合以及将AFM扫描器与二维步进微动台相结合的方法，实现AFM扫描区域的显微监控及可选区AFM成像。它具有由激光器、半透半反棱镜、微探针、位置敏感元件、样品、样品台、扫描器、显微物镜、CCD、二维步进微动台等组成的AFM探头，以及由前置放大器、XY扫描与Z反馈控制单元、XYZ高压放大模块、步进控制模块、视频采集模块、计算机及硬件接口等组成的AFM成像与控制系统。本发明的优点是：实现微纳米样品扫描区域的实时监控与选区，可监控光路的调节与对准以及样品与微探针的逼近过程，克服了常规AFM技术在这些方面的随机性、盲目性和局限性。

主权项

一种显微监控型可选区原子力显微成像方法，其特征在于采用将光学显微监控与原子力显微镜显微成像相结合的方法，以及将原子力显微镜扫描器与二维步进微动台相结合的方法，引入半透半反棱镜、光学显微物镜与CCD，对样品的原子力显微镜扫描区域进行实时显微监控；同时，对激光束在原子力显微镜微探针上照射光斑的调节与对准过程进行监控，从而有效提高原子力显微镜的操作性能与扫描成像质量；此外，对样品与原子力显微镜微探针的微纳米逼近过程进行监控，从而提高微纳米逼近操作的效率和可靠性；引入二维步进微动台，在显微监控下，对感兴趣的样品表面区域进行选区，并配合原子力显微镜扫描器实现样品表面任意区域的原子力显微成像；在此基础上，进一步实现样品的显微监控、从微米至厘米级视场内任选区域，从微米级扫描范围及相邻扫描图像拼接得到大范围、纳米量级高分辨率的原子力显微镜成像。