大范圍、高深-寬比掃描隧道顯微鏡技術(shù)研究.pdf

1、目前，在表面形貌測(cè)量領(lǐng)域，掃描探針測(cè)量裝置是最直接、最能如實(shí)反映被測(cè)試件表面形貌的有效工具。掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope，STM)作為掃描探針顯微鏡家族的一員，在金屬導(dǎo)電材料表面形貌測(cè)量領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但其小測(cè)量范圍、較弱的深—寬比測(cè)量能力這兩個(gè)缺陷一直是該技術(shù)的詬病，也限制了它的應(yīng)用范圍，因此開展大范圍、高深—寬比掃描隧道顯微鏡技術(shù)的研究對(duì)現(xiàn)代微納測(cè)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

2、
　　 論文設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一套大范圍、高深-寬比掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定和關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)的完善。新掃描隧道顯微鏡在測(cè)量范圍和深—寬比測(cè)量能力這兩個(gè)方面取得了突破，通過對(duì)測(cè)量系統(tǒng)各子系統(tǒng)的測(cè)試和優(yōu)化，提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和綜合性能。
　　 為了使STM具有高深—寬比測(cè)量能力，論文成功制備了99.999％純鎢材質(zhì)大長(zhǎng)—徑比STM探針。通過對(duì)STM探針制備裝置和工藝進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，能夠穩(wěn)定制備指數(shù)型輪廓、

3、針尖半徑小于50nm、長(zhǎng)．徑比達(dá)50：1的STM探針。為了解決傳統(tǒng)STM掃描范圍小的瓶頸問題，論文設(shè)計(jì)了新的大范圍掃描系統(tǒng)，即利用高速、高精度微動(dòng)臺(tái)組合成大范圍的X、Y平面掃描器，大大增加了一次測(cè)量可達(dá)到的行程以及范圍．
　　 利用大范圍、高深—寬比掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)對(duì)正弦光柵的測(cè)試分析和大范圍方波形貌微納結(jié)構(gòu)的測(cè)試分析，得到了所測(cè)樣品的表面形貌，驗(yàn)證了新測(cè)量系統(tǒng)的表面形貌深寬—比測(cè)量能力．
　　 最后，對(duì)所做工作進(jìn)行了