關(guān)于掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)的研究.pdf

1、掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope，SPM）是各種探針顯微鏡（原子力顯微鏡A FM,激光力顯微鏡LFM，磁力顯微鏡M F M等等）的統(tǒng)稱，是一種用于分析物質(zhì)表面微觀形態(tài)的科學(xué)儀器，它高度集成了機(jī)械加工技藝，量子隧穿原理，自動(dòng)控制原理，光電感應(yīng)原理，信號(hào)檢測(cè)技術(shù)及高分辨圖形處理技術(shù)等高新技術(shù)和原理。而它最初問世時(shí)的雛形是掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope，STM）。<

2、br>　　“工欲善其事必先利其器”，鑒于目前納米材料科學(xué)的快速發(fā)展，對(duì)高精度的表面分析儀器工具的需要更加迫切，本文的研究目標(biāo)是在一定預(yù)算成本下，搭建一臺(tái)高穩(wěn)定性，高精度，可在大氣環(huán)境下使用的完整的掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)，因此本文的主要工作包括如下：
　?。?）根據(jù)壓電材料的逆壓電效應(yīng)，在充分分析目前STM領(lǐng)域內(nèi)幾款主流壓電馬達(dá)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)具有自主專利權(quán)的，創(chuàng)新的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，步進(jìn)穩(wěn)定的慣性壓電馬達(dá)結(jié)構(gòu)，并購買材料制作成實(shí)物，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)

3、試該慣性馬達(dá)的步進(jìn)幅度，負(fù)載能力，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差進(jìn)行理論分析，編寫了專利和論文。
　?。?）設(shè)計(jì)并制作高放大倍率的前置放大器。本系統(tǒng)的前置放大器采用了德州儀器公司的OPA627高性能放大器作為主要元件，設(shè)計(jì)并搭建了一個(gè)二級(jí)放大電路作為我們的前置放大器。
　?。?）針對(duì)STM系統(tǒng)對(duì)外界震動(dòng)敏感的特點(diǎn)，我們利用金屬支架與四根勁度系數(shù)相同的粗彈簧搭建了一個(gè)二級(jí)減震系統(tǒng)。
　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)的慣性壓電馬達(dá)的尺寸以及前置放大