AF/PSTM图像分解方法及其数值模拟结果

介绍 1996年申请的一项发明专利———光纤尖“共振原子力 /光子扫描隧道显微镜 (AF/PSTM)”图像分解方法。该方法用入射角以光纤尖轴线为π对称的光束照明样品消假像 ,在AF/PSTM双功能弯光纤尖共振频率条件下 ,采用等尖至样品平均间距 (即等振幅 )扫描或等光子隧道信息平均强度扫描两种模式成像 ,分解样品光学图像和形貌图像。用最简单的PSTM两介质模型推导了近似的图像分解的解析表达式 。

纳米器件与检测工具

IBM制造出首个碳纳米管晶体管 IBM的研究人员已经制造出世界上第一个碳纳米管晶体管阵列,利用这一突破性的晶体管技术制造的芯片将比现在的硅芯片面积更小、速度更快。这个碳纳米管晶体管阵列所使用的碳纳米管是由碳原子排列而成的微小圆柱体,是现在的硅晶体管的1/500,而且无须对它们逐个进行处理,即不用从大量的纳米管中费力地寻找有用的电子属性个体。

使用自激振荡法提高原子力光子扫描隧道组合显微镜的扫描速度

介绍了采用频率偏移控制样品/探针间距的原子力光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)。制备了尖端直径<100nm,锥角为60～90°的锐利大锥角探针用于轻敲自激振荡模式的AF/PSTM,该探针固定在压电陶瓷片上置于一个正反馈回路中激励探针振荡。使用锁相器解调自激振荡探针的频率,调整Z方向压电陶瓷的运动使得锁相器检测到的值维持恒定来跟踪样品的起伏。对外加激励模式和自激振荡模式进行了对比。理论分析表明,自激振荡方法减小了探针响应时间;测试试验显示,采用自激振荡模式AF/PSTM的带宽为50Hz,比外加振荡模式快一个数量级。采用改进后的仪器对光栅样品以1Hz的速度进行了扫描,扫描结果显示,采用自激振荡的方式得到的形貌和光学图像比外加激励模式更清晰,不仅响应时间更快,通过提高Q值还可以提高分辨率而不会增加系统进入稳态的时间。

热拉伸和化学腐蚀相结合制备弯曲光纤探针

提出了原子力 光子扫描隧道显微镜 (AF PSTM)系统的关键部分———双功能弯曲光纤探针的制作方法 .采用热拉伸与动态、静态两步化学腐蚀相结合的方法制作出AF PSTM弯曲光纤探针 ,弯曲角度约为 15 0°,尖端曲率半径优于 10 0nm ,锥角范围为 60°— 90° .将这种双功能弯曲光纤探针应用在新研制的AF PSTM系统上 ,同时获得了样品的光学与形貌图像 。