大范圍、高深-寬比掃描隧道顯微鏡技術研究.pdf

1、目前，在表面形貌測量領域，掃描探針測量裝置是最直接、最能如實反映被測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，在金屬導電材料表面形貌測量領域有著廣泛的應用，但其小測量范圍、較弱的深—寬比測量能力這兩個缺陷一直是該技術的詬病，也限制了它的應用范圍，因此開展大范圍、高深—寬比掃描隧道顯微鏡技術的研究對現(xiàn)代微納測量具有重要的現(xiàn)實意義和工程應用價值。

2、
　　 論文設計并構建了一套大范圍、高深-寬比掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進行了標定和關鍵技術細節(jié)的完善。新掃描隧道顯微鏡在測量范圍和深—寬比測量能力這兩個方面取得了突破，通過對測量系統(tǒng)各子系統(tǒng)的測試和優(yōu)化，提高了整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和綜合性能。
　　 為了使STM具有高深—寬比測量能力，論文成功制備了99.999％純鎢材質大長—徑比STM探針。通過對STM探針制備裝置和工藝進行不斷的改進和完善，能夠穩(wěn)定制備指數(shù)型輪廓、

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