激光光路跟踪型原子力显微镜研究
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作者:
作者单位:

(浙江大学 光电科学与工程学院,现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027)

作者简介:

章海军(1965-),男,教授,博士生导师,主要从事光学工 程及光电信息、原子力显微术方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(51077117)资助项目 (浙江大学 光电科学与工程学院,现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027)


Study of laser beam tracking atomic force microscope
Author:
Affiliation:

(State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation,College of Optical Scie nce and Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China)

Fund Project:

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    摘要:

    提出和发展了一种激光光路跟踪型原子力显微镜(AFM)技术及系统。研制了新型AFM探头,设 计了与XY扫描器联动的跟踪透镜及扫描跟踪光路,实现激光束对微探针(微悬 臂)的XY扫描的实时跟踪;研 究设计了独特的反馈跟踪光路,既可实现微悬臂偏转量的精确检测,又可巧妙地消除因微探 针的Z向反馈运动 造成的干扰噪声。利用研发的AFM系统对多孔氧化铝纳米孔等具有不同横向与 纵向结构尺寸的微纳米样品进行了扫 描成像,得到了理想的实验结果,表明研发的系统具有优良的XY扫描跟踪特性 和Z向反馈跟踪性能。本文研发的 AFM系统原理新颖、方法巧妙、扫描成像性能好和分辨率高,克服了常规样品 扫描型AFM的局限性,能够以 微探针扫描的方式实现不同大小、不同重量的样品的AFM扫描成像,可望在微纳米技术领 域获得广泛应用。

    Abstract:

    This paper proposes a new type of laser beam tracking atomic force mic roscope (AFM).A specially designed AFM probe is developed.It consists of a scan tracking path for tracking XY scanning by a tracking lens moving with XY scanner,which enables the laser beam to track XY scanning of microprobe (can tilever).Meanwhile,a specific feedback tracking path is employed to realize accurate detection of cantilever d eflection,and eliminate the noise caused by Z feedback movement of microprobe.Experiments are car ried out by this AFM using samples with different structures,including nano-pores of porous alumina,nanoimprint structure on po lycarbonate film and large-scale structures on a sapphire glass substrate.The results show that the AFM system h as not only good XY scanning tracking feature but also excellent Z feedback tracking performan ce.With scanning tracking path and feedback tracking path,the AFM system is of innovative principle,ingenious method,excellent imaging perfo rmance and high resolution.By utilizing tip-scanning mode,this AFM system overcomes the limitations of conve ntional sample-scanning AFMs,and is capable of achieving image scanning and acquisition for samples with different s izes and different weights.These outstanding characteristics enable this AFM technique to be widely applied in th e fields of micro/nano-technology.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

许睿,王英达,王旭龙琦,章海军.激光光路跟踪型原子力显微镜研究[J].光电子激光,2015,26(9):1719~1723

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  • 收稿日期:2015-05-20
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  • 在线发布日期: 2015-09-30
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