阅读说明：本技术 一种大范围可搜索扫描探针显微镜 (Large-range searchable scanning probe microscope ) 是由 郭颖 夏德铸 王晨 顾启伟 徐翰英 陈浩 于 2019-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种大范围可搜索扫描探针显微镜,包括立杆、定位块、直线电机、紧固螺母、紧固钉、横杆、惯性马达、托座以及样品槽,底板上端面装配有立杆,立杆环形侧面下侧装配有紧固螺母,立杆环形侧面装配有直线电机,直线电机右侧装配有托座,立杆环形侧面上侧装配有定位块,定位块右端面连接有横杆,横杆下端面装配有惯性马达,惯性马达上端面装配有紧固钉,惯性马达下端面开设有样品槽,该设计解决了目前扫描探针显微镜扫描范围受限的问题,本发明结构合理,便于提高扫描探针显微镜扫描精度。(The invention provides a large-range searchable scanning probe microscope, which comprises upright posts, positioning blocks, linear motors, fastening nuts, fastening nails, cross rods, inertial motors, brackets and sample grooves, wherein the upright posts are assembled on the upper end surface of a bottom plate, the fastening nuts are assembled on the lower sides of the annular side surfaces of the upright posts, the linear motors are assembled on the annular side surfaces of the upright posts, the brackets are assembled on the right sides of the linear motors, the positioning blocks are assembled on the upper sides of the annular side surfaces of the upright posts, the cross rods are connected to the right end surfaces of the positioning blocks, the inertial motors are assembled on the lower end surfaces of the cross rods, the fastening nails are assembled on the upper end surfaces of the inertial motors, and the sample grooves are formed in the lower end surfaces of the inertial motors.)

一种大范围可搜索扫描探针显微镜

技术领域

本发明是一种大范围可搜索扫描探针显微镜，属于扫描探针显微镜技术领域技术领域。

背景技术

扫描探针显微镜因其极高的分辨率、表面真实形貌的观测以及宽松的使用环境，具有宽广的应用领域。扫描探针显微镜的核心原理是通过探针和样品之间的隧穿电流（扫描隧道显微镜）或原子力作用（原子力显微镜）或磁相互作用（磁力显微镜）等对样品进行表征。因此需要压电扫描管驱动探针进行二维扫描，故而扫描探针显微镜的扫描范围都是由扫描头来决定。如果想要得到大范围扫描，现在通常的办法是增加扫描管的长宽比，或者提高扫描管的控制电压，或者使用二维移动平台移动样品。如公开（公告）号：CN102384986A和公开（公告）号：CN106053886B都涉及到大范围扫描探针显微镜，但其大范围实现的原理还是通过手动载物平台实现的。

本发明解决目前扫描探针显微镜扫描范围受限的问题。通过另外一个压电管控制惯性马达甩动，带动样品（或探针）在二维平面实现任意方向移动，从而实现全样品范围可扫描。将对扫描探针显微镜大范围可搜索扫描做出贡献，现在急需一种大范围可搜索扫描探针显微镜来解决上述出现的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种大范围可搜索扫描探针显微镜，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构合理，便于提高扫描探针显微镜扫描精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种大范围可搜索扫描探针显微镜，包括大扫描管、小扫描管、精准扫描机构、底板以及探针，所述大扫描管下侧安装有小扫描管，所述小扫描管下侧装配有底板，所述小扫描管上端面装配有探针，所述大扫描管左侧设置有精准扫描机构，所述精准扫描机构包括立杆、定位块、直线电机、紧固螺母、紧固钉、横杆、惯性马达、托座以及样品槽，所述底板上端面装配有立杆，所述立杆环形侧面下侧装配有紧固螺母，所述立杆环形侧面装配有直线电机，所述直线电机右侧装配有托座，所述立杆环形侧面上侧装配有定位块，所述定位块右端面连接有横杆，所述横杆下端面装配有惯性马达，所述惯性马达上端面装配有紧固钉，所述惯性马达下端面开设有样品槽。

进一步地，所述直线电机通过导线与外界电源相连接，所述直线电机右端面装配有连杆，所述直线电机通过连杆与托座相连接。

进一步地，所述立杆环形侧面下侧设有外螺纹，所述紧固螺母环形侧面内侧设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相啮合，所述底板内部开设有横向滑槽，且横向滑槽与立杆相匹配，所述立杆下端面装配有限位环。

进一步地，所述定位块左侧装配有锁紧螺栓，所述定位块左端面开设有螺栓孔，所述锁紧螺栓贯穿螺栓孔与立杆相接触。

进一步地，所述横杆内部开设有活动槽，所述紧固钉贯穿活动槽与惯性马达相连接。

进一步地，所述大扫描管内径略大于小扫描管外径，所述惯性马达、大扫描管、小扫描管、探针均通过导线与外界主机相连接。

本发明的有益效果：本发明的一种大范围可搜索扫描探针显微镜，因本发明添加了立杆、定位块、直线电机、紧固螺母、紧固钉、横杆、惯性马达、托座以及样品槽，该设计能有效提高目前扫描探针显微镜扫描效果，解决了目前扫描探针显微镜扫描范围受限的问题，提高了本发明的精准扫描效果。

因直线电机通过导线与外界电源相连接，直线电机右端面装配有连杆，直线电机通过连杆与托座相连接，该设计使直线电机推动小扫描管向上逼近样品槽，因立杆环形侧面下侧设有外螺纹，紧固螺母环形侧面内侧设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相啮合，底板内部开设有横向滑槽，且横向滑槽与立杆相匹配，立杆下端面装配有限位环，该设计便于调节立杆的水平位置，因定位块左侧装配有锁紧螺栓，定位块左端面开设有螺栓孔，锁紧螺栓贯穿螺栓孔与立杆相接触，该设计便于调节大扫描管的垂直位置，便于大扫描管拆装，本发明结构合理，便于提高扫描探针显微镜扫描精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种大范围可搜索扫描探针显微镜的结构示意图；

图2为本发明一种大范围可搜索扫描探针显微镜中精准扫描机构的结构示意图；

图3为本发明一种大范围可搜索扫描探针显微镜中精准扫描机构的正视剖面图；

图中：1-大扫描管、2-小扫描管、3-精准扫描机构、4-底板、5-探针、31-立杆、32-定位块、33-直线电机、34-紧固螺母、35-紧固钉、36-横杆、37-惯性马达、38-托座、371-样品槽。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种大范围可搜索扫描探针显微镜，包括大扫描管1、小扫描管2、精准扫描机构3、底板4以及探针5，大扫描管1下侧安装有小扫描管2，小扫描管2下侧装配有底板4，小扫描管2上端面装配有探针5，大扫描管1左侧设置有精准扫描机构3。

精准扫描机构3包括立杆31、定位块32、直线电机33、紧固螺母34、紧固钉35、横杆36、惯性马达37、托座38以及样品槽371，底板4上端面装配有立杆31，立杆31环形侧面下侧装配有紧固螺母34，立杆31环形侧面装配有直线电机33，直线电机33右侧装配有托座38，立杆31环形侧面上侧装配有定位块32，定位块32右端面连接有横杆36，横杆36下端面装配有惯性马达37，惯性马达37上端面装配有紧固钉35，惯性马达37下端面开设有样品槽371，该设计解决了目前扫描探针显微镜扫描范围受限的问题。

直线电机33通过导线与外界电源相连接，直线电机33右端面装配有连杆，直线电机33通过连杆与托座38相连接，该设计使直线电机33推动小扫描管2向上逼近样品槽371，立杆31环形侧面下侧设有外螺纹，紧固螺母34环形侧面内侧设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相啮合，底板4内部开设有横向滑槽，且横向滑槽与立杆31相匹配，立杆31下端面装配有限位环，该设计便于调节立杆31的水平位置。

定位块32左侧装配有锁紧螺栓，定位块32左端面开设有螺栓孔，锁紧螺栓贯穿螺栓孔与立杆31相接触，该设计便于调节大扫描管1的垂直位置，便于大扫描管1拆装，横杆36内部开设有活动槽，紧固钉35贯穿活动槽与惯性马达37相连接，该设计便于大扫描管1的移动和拆装，大扫描管1内径略大于小扫描管2外径，惯性马达37、大扫描管1、小扫描管2、探针5均通过导线与外界主机相连接，该设计使惯性马达37、大扫描管1、小扫描管2、探针5通电工作。

作为本发明的一个实施例：首先将底板4放置在指定位置，大扫描管1、小扫描管2、探针5均通过导线与外界主机相连接，直线电机33通过导线与外界电源相连接，需要检测的样品放置在样品槽371内，直线电机33推动小扫描管2和探针5逼近或者远离样品下表面，小扫描管2控制探针5进行水平方向二维扫描，大扫描管1和小扫描管2属于嵌套关系，外界主机对大扫描管1施加尖峰信号可以控制惯性马达37在水平二维方向甩动,样品嵌入在惯性马达37下侧，惯性马达37带动样品可以进行水平二维方向移动，因此可以实现对感兴趣的样品区域进行特定搜索精准扫描。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。