專利名稱：雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個能夠實現(xiàn)納米結構的在線構筑，并對納米結構形成的動態(tài)過程及其現(xiàn)象、效應、性能、功能、結構、機理和控制進行研究、檢測和開發(fā)的雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)。
背景技術：
場發(fā)射顯微術是人類第一個實現(xiàn)原子尺度分辨率的顯微技術，并形成一套特有的針狀樣品的制作、修飾及清潔方法和顯微分析技術。
掃描隧道顯微術(STM)不僅是探測表面原子結構的工具，而且對針尖位置的精確控制和量子效應的檢測具有獨特的技術優(yōu)勢。雖然STM已經(jīng)發(fā)展成包括原子力掃描隧道顯微鏡等十多種掃描樣品的家族，但仍基本限于單個探針對樣品表面形狀顯微和探測。尚缺少對針狀樣品進行研究，也沒有使探針和針狀樣品協(xié)同工作于同一微區(qū)，利用樣品針尖表面是由具有各種納米結構和尺度的小表面組成的事實，通過它們彼此接近和接觸實現(xiàn)納米結構的在線動態(tài)構筑，并對所形成納米結構進行檢測、研究和開發(fā)，把研究的工具(探針)和研究對象(樣品)統(tǒng)一起來的思路。

發(fā)明內(nèi)容
將場離子顯微術制作、清潔、修飾、研究針狀樣品與掃描隧道顯微術對探針針尖位置的精確控制和量子效應檢測的優(yōu)勢結合起來，即把掃描隧道顯微鏡探針與場離子顯微鏡針狀樣品結合為一體，從而把探針和針狀樣品兩者的作用和功能合而為一，形成動態(tài)構筑和研究納米結構的新技術和實現(xiàn)該技術思路的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是提供一種由兩個針狀樣品，其位置由系統(tǒng)工作站控制，按研究開發(fā)要求將其針尖送達微米至亞納米的空間范圍，甚至接觸，構筑納米結構，并同時作為施加和采集信號的探針，檢測以量子效應為特征的各種信號，達到對納米結構的動態(tài)構筑過程及其現(xiàn)象、效應、性能、結構、機理和控制進行觀察、檢測、研究和開發(fā)的新技術和實施研究開發(fā)的雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)。
實現(xiàn)本發(fā)明的目的的雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)(參見附圖1、2)，該系統(tǒng)包括兩個探針或針狀樣品(以下稱作探針/樣品)1-1，1-2或/和樣品，探針/樣品驅動系統(tǒng)，偏壓和激發(fā)信號發(fā)生器8，信號采集放大器9，對整個工作系統(tǒng)的探針/樣品位置，信號發(fā)生、施加和采集，信號處理、反饋控制和輸出實行協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制的系統(tǒng)工作站10，防震臺5，以及探針/樣品顯微觀測11、樣品在位修飾、溫度控制、環(huán)境控制輔助系統(tǒng)；其探針/樣品驅動系統(tǒng)由步進驅動系統(tǒng)3和安裝探針/樣品的壓電晶體支架2、步進驅動電源6、壓電晶體驅動電源7組成；其所述的步進驅動系統(tǒng)由需要的移動驅動器、伸縮驅動器、轉動驅動器和定位軌道4組成；壓電晶體支架和步進驅動系統(tǒng)分別與壓電晶體驅動電源7和步進驅動電源6相連；系統(tǒng)工作站10與步進驅動電源6、壓電晶體驅動電源7、信號發(fā)生器8以及信號采集放大器9相連，信號發(fā)生器和采集放大器與針狀/樣品或/和樣品相連；系統(tǒng)工作站10根據(jù)研究開發(fā)要求建立各個有關部分的相互關聯(lián)和整個系統(tǒng)的關聯(lián)模式，在顯微觀測系統(tǒng)11監(jiān)視下，系統(tǒng)工作站10根據(jù)研究目的對步進驅動電源6發(fā)出指令對有關步進驅動器分別提供指定驅動，使兩探針/樣品尖端按設定角度和/或方位進入預定空間區(qū)域，再控制壓電晶體驅動電源7驅動壓電晶體支架2使兩探針/樣品尖逐步逼近達到預定微距離；系統(tǒng)工作站10同時指揮信號發(fā)生器8產(chǎn)生偏壓信號施加于兩樣品探針/樣品或/和樣品之間，指揮信號采集放大器9采集探針或/和樣品之間產(chǎn)生的信號，并根據(jù)檢測信號對壓電晶體驅動電源7發(fā)出反饋控制指令，驅動相關三維壓電晶體支架2使兩探針/樣品針尖按要求做相對運劫，繼續(xù)接近，以至接觸形成納米點結構，實現(xiàn)納米點結構的現(xiàn)場動態(tài)構筑，并對施加和采集的各種信號記錄、處理、顯示和輸出，實施對納米結構的研究、檢測和開發(fā)。
所述的針狀探針/樣品由導體，或半導體，或光纖，或磁性材料，或絕緣體，或復合材料制成，而且其尖端表面是由具有各種納米尺度和結構的小面組成的多面體的裸露面。
所述的兩個探針/樣品可以是相同種類的，更可以根據(jù)需要用不同材料制作。
所述的針狀樣品可同時作為研究的掃描探針、研究對象或納米點結構或器件的組成部分。
所述的兩個探針/樣品所承擔的功能可以是相同的，也可以不同的，或復合的。
所述的兩個探針/樣品可以原位進行修飾和改性。
所述顯微系統(tǒng)可以亞微米分辨率監(jiān)視兩探針/樣品的工作情況。
本平臺兩個探針/樣品的研究區(qū)域，可以被控制到微米、亞微米、納米的小尺度空間范圍，以至逐步逼近接觸。
所述的針狀探針/樣品驅動系統(tǒng)可以是兩個探針/樣品其中的一個或者兩個同時具有壓電晶體或/和全部或部分步進驅動系統(tǒng)。
所述的信號發(fā)生器可產(chǎn)生機械或者電、磁、光、熱、量子、粒子及混合激發(fā)，并按指定方式施加到探針/樣品的一定部位。
所述的研究開發(fā)系統(tǒng)可應用于納米結構的現(xiàn)場動態(tài)構筑，并對動態(tài)構筑的過程、現(xiàn)象、效應、性能、結構和機理進行觀察、檢測、研究，對其功能和控制進行開發(fā)。
所述的納米結構包括被控制兩探針/樣品之間的間隙在內(nèi)的納米結構。
探針/樣品步進驅動系統(tǒng)、步進驅動電源和控制驅動的系統(tǒng)工作站構成樣品步進定位系統(tǒng)。步進驅動系統(tǒng)包括確定探針/樣品1-1，1-2空間位置的步進驅動器3(包括確定樣品位置需要的移動驅動器、伸縮驅動器、轉動步進驅動器和定位導軌)。具體過程是由系統(tǒng)工作站10根據(jù)探針/樣品的初始位置和研發(fā)要求指揮平臺步進驅動電源6對有關移動步進驅動器提供指定驅動，對樣品長度伸縮步進驅動器提供指定驅動使樣品尖到達要求位置；必要時再驅動樣品自旋轉角步進驅動器使相應樣品尖到達要求的軸方位角。以上過程均在顯微觀測系統(tǒng)11的監(jiān)視下完成。
探針/樣品壓電晶體驅動系統(tǒng)的構成，包括固定樣品的三維壓電晶體支架2，壓電晶體驅動電源7，信號發(fā)生器8，信號采集放大器9和控制樣品精確位置的系統(tǒng)工作站10。系統(tǒng)工作站指揮信號發(fā)生器8產(chǎn)生偏壓施加于壓電晶體支架的X和Y軸使兩探針/樣品尖端相互對準，對壓電晶體支架Z方向施加一定偏壓使兩探針接近，同時指揮信號采集放大器9采集兩樣品/探針之間的隧道電流，并根據(jù)采集的信號和研究要求對壓電晶體驅動電源7發(fā)出反饋控制指令，調(diào)節(jié)對壓電晶體有關軸向施加的電壓，使得探針/樣品尖端以亞納米精粒度進入預定研究區(qū)域和距離，協(xié)同工作，達到研究開發(fā)的要求。
對所述探針/樣品或通過它們對研究對象施加由信號發(fā)生器8產(chǎn)生的力、熱、電、磁、光、量子、粒子及混合各種作用。
對所述探針/樣品進行激發(fā)，經(jīng)由采集放大器9檢測采集激發(fā)所產(chǎn)生的力學、熱、光、電、磁等各種量子或結構變化效果的各種信號，并送給系統(tǒng)工作站進行處理，實行反饋控制和進行研究。
本發(fā)明的雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)可用于動態(tài)或靜態(tài)構筑納米結構，并對納米結構或器件構筑的過程和納米結構或器件的現(xiàn)象、效應、性能、結構、機理、效能進行觀察、檢測和研究，對納米器件和機構進行開發(fā)、控制和操作。
運用已有溫控技術、真空技術、表面修飾改性技術等，能使本平臺在需要的溫度和環(huán)境——真空、氣體、液體等不同環(huán)境下工作。


圖1雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)方框圖。
圖2探針/樣品壓電晶體驅動系統(tǒng)示意圖。
圖3兩探針/樣品形成納米結示意圖。
圖4兩個探針/樣品與一個樣品形成三極納米結構的示意圖。
圖中標識表示1、1-1、1-2探針/樣品，2、2-1、2-2、2-3探針/樣品和樣品臺壓電晶體支架，3、3-1、3-2和3-3分別為探針/樣品和樣品臺的步進驅動器，3-1-1和3-2-1分別為探針/樣品1-1和1-2的伸縮步進驅動器，3-1-2和3-2-2分別為探針/樣品1-1和1-2的緯度步進驅動器，3-1-3和3-2-3分別為探針/樣品1-1和1-2的經(jīng)度步進驅動器，3-3-1和3-3-2是樣品臺的步進驅動器，4、4-1、4-2、4-3分別為兩探針和樣品臺的定位導軌，5、減震臺，6、步進驅動電源，7、壓電晶體驅動電源，8、信號(包括偏壓)發(fā)生系統(tǒng)，9、信號采集放大系統(tǒng)，10、系統(tǒng)工作站，11、顯微觀測系統(tǒng)，12、樣品，13、樣品臺。
圖1中兩個探針/樣品1-1，1-2，探針/樣品定位系統(tǒng)(由壓電晶體驅動器2、步進驅動器3、定位導軌4等組成)，防震臺5，步進驅動電源6，壓電晶體驅動電源7，信號發(fā)生器8，采集放大器9和統(tǒng)一控制探針/樣品位置，協(xié)調(diào)工作，指揮信號產(chǎn)生、采集處理和反饋控制的系統(tǒng)工作站10和顯微觀測系統(tǒng)11等主要部分，組成雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)。
圖2中探針/樣品1固定在X-Y-Z三維壓電晶體支架2上。在系統(tǒng)工作站10通過指揮步進驅動系統(tǒng)使探針/樣品1在顯微觀測系統(tǒng)11的監(jiān)視下使樣品到達要求方位后，指令平臺信號發(fā)生系統(tǒng)8產(chǎn)生偏壓施加于樣品/探針的三維壓電晶體支架的X和Y軸，直至探針/樣品尖準確到達指定方位，再對壓電晶體支架Z軸施加一定偏壓使探針接近目標，同時指令信號采集放大器9所采集的兩個探針/樣品之間之間的檢測信號，根據(jù)采集信號和要求對壓電晶體驅動電源7發(fā)出反饋控制指令，分別調(diào)節(jié)施加到樣品或/和樣品臺壓電晶體支架X、Y、Z三個軸的電壓，實現(xiàn)樣品尖端位置的亞納米精度精確控制。
圖3中沿定位導軌4上移動的驅動器3-1-3和3-2-3分別確定探針/樣品1-1和1-2的空間指向；探針/樣品驅動器3-1-1和3-2-1分別確定樣品探針/樣品1-1和1-2的伸縮長度；各步進驅動器均由系統(tǒng)工作站10發(fā)出指令，控制步進驅動電源6提供指定驅動，使各樣品到達要求的方位和位置。
探針/樣品固定在壓電晶體支架2-1或/和2-2上，由系統(tǒng)工作站10控制平臺壓電晶體驅動電源7，分別調(diào)節(jié)其對壓電晶體支架2的X、Y、Z三維施加的電壓，控制樣品尖端位置達到亞納米精度的空間范圍。
探針/樣品及其驅動定位系統(tǒng)均安置在防震減震臺5上。
系統(tǒng)工作站10控制步進驅動電源6對兩探針/樣品1-1、1-2的“經(jīng)度”步進驅動器3-1-3或/和3-2-3驅動，使兩探針/樣品相向處于同一條直線上；再對兩探針/樣品的伸縮步進驅動器3-1-1或/和3-2-1驅動，使兩尖端接近至亞微米距離；系統(tǒng)工作站10再指揮壓電晶體驅動電源7對兩樣品壓電晶體支架2-1或/和2-2提供驅動電壓，同時指令信號發(fā)生系統(tǒng)8產(chǎn)生偏壓加到兩個探針/樣品之間，指令信號采集放大系統(tǒng)9同時采集兩探針/樣品之間的隧道電流，根據(jù)檢測信號的大小及其隨探針/樣品移動的變化，對壓電晶體驅動電源8發(fā)出反饋控制指令，使兩樣品尖對面接近，以至接觸形成納米結。
圖4中由兩個探針/樣品與一個放置在樣品臺13上的樣品12組成三極研究開發(fā)對象。系統(tǒng)工作站10通過指揮步進驅動電源6分別驅動探針/樣品的經(jīng)度步進驅動器3-1-3，3-2-3，或/和緯度步進驅動器3-1-2，3-2-2，或/和伸縮步進驅動器3-1-1或/和3-2-1，或/和樣品臺步進驅動器3-3-1，3-3-2，在顯微系統(tǒng)11監(jiān)視下使兩個樣品1-1和1-2尖分別與樣品臺13上的樣品12的預定部位進入亞微米區(qū)域；系統(tǒng)工作站10再通過壓電晶體驅動電源7分別驅動探針/樣品壓電晶體支架2-1，2-2或/和樣品臺壓電晶體支架2-3，同時指令信號發(fā)生系統(tǒng)8產(chǎn)生偏壓，使兩探針/樣品尖與樣品12分別產(chǎn)生隧道效應，同時指令信號采集放大系統(tǒng)9采集探針/樣品1-1，1-2與樣品12之間的隧道電流，根據(jù)檢測信號對壓電晶體驅動電源7和信號發(fā)生系統(tǒng)8發(fā)出反饋控制指令，使兩探針/樣品1-1，1-2和樣品12之間的預定部位進一步接近，甚至接觸形成三極納米結或納米結構。
具體實施例方式
實施例1圖1表示了本發(fā)明的雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)使兩個分別用N型和P型半導體制作的探針/樣品1-1，1-2的針尖相互接近，以至接觸，形成一維納米結(參見附圖3)的一個實例。
系統(tǒng)工作站10指令步進驅動電源6對探針/樣品1-1，1-2的步進驅動器3-1或/和3-2驅動，使之處于一直線上，并在顯微系統(tǒng)11的監(jiān)視下兩針尖接近至亞微米距離；系統(tǒng)工作站10再指揮壓電晶體驅動電源7對樣品壓電晶體支架2-1或/和2-2提供驅動電壓，同時指令信號發(fā)生系統(tǒng)8產(chǎn)生偏壓施加到兩個探針/樣品之間，指令信號采集放大系統(tǒng)9采集兩探針/樣品之間的隧道電流，根據(jù)檢測隧道電流大小對壓電晶體驅動電源7和信號發(fā)生系統(tǒng)8發(fā)出反饋控制指令，使兩樣品尖對面接近，以至接觸形成納米結。通過對探針/樣品信號的施加和采集、處理、記錄、顯示和輸出，實現(xiàn)對納米結構的研究、檢測和開發(fā)。
采用精密步進電機，例如日本ORIENTAL MOTOR Co.Ltd.生產(chǎn)的VEXTA stepping motorPXC43-03AA型步進電機，實現(xiàn)對探針位置的亞微米的精度控制。
用遠工作距離顯微鏡，如美國HIROX公司生產(chǎn)的MX-10C配OL-350型物鏡，以亞微米分辨率觀察樣品尖和樣品的位置及工作過程。
1、本實例是利用樣品的尖端是一個具有多種納米微結構的多面體的裸露面，兩樣品尖對面接近以至接觸，形成一維半導體納米結的結構，并進行研究、檢測和開發(fā)。
2、本實例由兩個探針/樣品現(xiàn)場構筑一維納米結，經(jīng)歷動態(tài)接近以至接觸的全過程?？梢詫σ痪S納米結形成的動態(tài)過程進行全程控制和檢測，從而實現(xiàn)對這一過程及其各種效應、性能、機理、控制等進行研究和開發(fā)。
3、采用其它不同的材料制作探針/樣品，施加不同的激發(fā)信號，例如微波或激光，用上述同樣的方法可以構筑不同功能的一維納米結構，并對一維納米結構所形成的動態(tài)過程及其現(xiàn)象、效應、性能、結構、機理、控制，以及它和制作材料和形成納米結接觸面的結構的關系等進行研究、檢測和開發(fā)。
4、所發(fā)明研究開發(fā)系統(tǒng)的特征是兩個針尖工作時互為探針和樣品，它可以通過對現(xiàn)有的各種掃描隧道顯微鏡進行適當?shù)母脑於鴮崿F(xiàn)，并簡化驅動定位系統(tǒng)。
實施例2用超導材料制作探針/樣品，且控制兩探針/樣品接近但不接觸，并通過溫度控制系統(tǒng)使兩探針/樣品進入超導狀態(tài)，可以實現(xiàn)約瑟夫遜效應的動態(tài)研究。通過對高溫超導約瑟夫遜效應等的研究，可以獲得有關高溫超導機理的信息。
實施例3兩個探針/樣品1-1，1-2還可以與第3個樣品12構筑三極納米結或結構并對其進行動態(tài)和靜態(tài)的研究。圖4即該實例示意圖。方案中探針和樣品的驅動定位分別由各自的定位軌道系統(tǒng)、步進驅動系統(tǒng)和壓電晶體驅動系統(tǒng)三個部分組成。樣品位置由放置它的樣品臺的位置確定。為了現(xiàn)場構筑三極納米結，樣品臺13有驅動器2-1，3-3-1，3-3-2，定位導軌4-3，兩個探針/樣品1-1，1-2各有確定其方位的經(jīng)度定位導軌4-1和緯度定位導軌4-2，以及相應的壓電晶體驅動器2-1、2-2，步進驅動器3-1-1、3-1-2、3-1-3和3-2-1、3-2-2、3-2-3。
經(jīng)度定位導軌4-1可以是一個圓，緯度定位導軌4-2可以是略長于1/4圓周的圓弧。經(jīng)度導軌和樣品緯度導軌在同一個球面上，并按同心的要求固定，置于減震臺5上。以求探針/樣品與緯度定位導軌4-2垂直時，其方向總是指向軌道系統(tǒng)的圓心。
方案中樣品定位采用步進驅動定位技術與壓電晶體定位技術相結合，實現(xiàn)樣品方位及其尖端位置的亞納米級精度精確控制1)方案中探針和樣品步進驅動(例如使用日本ORIENTAL MOTOR Co.Ltd.生產(chǎn)的VEXTAstepping motorPXC43-03AA型步進電機)系統(tǒng)包括(1)每個探針/樣品有確定它在其經(jīng)度定位導軌上位置的步進驅動器3-n-3(n＝1、2)實現(xiàn)對探針/樣品經(jīng)度的精確控制。
(2)每個探針/樣品有確定它在其緯度或定位導軌上位置的步進驅動器3-n-2(n＝1、2、3，下同)，實現(xiàn)對探針緯度和樣品位置的精確控制。
(3)每個探針和樣品或有控制其伸長度和自轉角度的步進驅動器3-n-1。
(4)由系統(tǒng)工作站10通過控制步進驅動電源6確定對各樣品步進驅動器3-n，提供指定驅動，使其所控制的探針或/和樣品到達要求方位和位置。
2)方案中樣品壓電晶體驅動系統(tǒng)包括(1)安裝探針或/和樣品架的三維壓電晶體支架2-n，(2)壓電晶體驅動電源7，(3)信號(包括偏壓)發(fā)生系統(tǒng)8，(4)信號采集放大系統(tǒng)9，(5)系統(tǒng)工作站10。
3)系統(tǒng)工作站10指揮壓電晶體驅動電源7驅動各個樣品壓電晶體支架，同時指揮平臺信號發(fā)生系統(tǒng)8產(chǎn)生偏壓施加于探針/樣品和樣品之間，并同時指揮平臺信號采集放大器9采集探針之間或/和探針與樣品之間所產(chǎn)生效應的檢測信號，根據(jù)采集的信號和研究要求對平臺壓電晶體驅動電源7發(fā)出反饋控制指令，分別調(diào)節(jié)對樣品壓電晶體支架X-Y-Z三維施加的電壓，使樣品尖進入亞納米級的小尺度空間范圍，實現(xiàn)對樣品1-1或/和1-2尖端相對位置的精確控制。
權利要求
1.一種雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括以下稱作探針/樣品的兩個探針或針狀樣品(1-1，1-2)或/和樣品，探針/樣品驅動系統(tǒng)，偏壓和激發(fā)信號發(fā)生器(8)，信號采集放大器(9)，對整個工作系統(tǒng)的探針/樣品位置，信號發(fā)生、施加和采集，信號處理、反饋控制和輸出實行協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制的系統(tǒng)工作站(10)，防震臺(5)，以及探針/樣品顯微觀測(11)、樣品在位修飾、溫度控制、環(huán)境控制輔助系統(tǒng)；其探針/樣品驅動系統(tǒng)由步進驅動系統(tǒng)(3)和安裝探針/樣品的壓電晶體支架(2)、步進驅動電源(6)、壓電晶體驅動電源(7)組成；其所述的步進驅動系統(tǒng)由需要的移動驅動器、伸縮驅動器、轉動驅動器和定位軌道(4)組成；壓電晶體支架和步進驅動系統(tǒng)分別與壓電晶體驅動電源(7)和步進驅動電源(6)相連；系統(tǒng)工作站(10)與步進驅動電源(6)、壓電晶體驅動電源(7)、信號發(fā)生器(8)以及信號采集放大器(9)相連，信號發(fā)生器和采集放大器與針狀/樣品或/和樣品相連；系統(tǒng)工作站(10)根據(jù)研究開發(fā)要求建立各個有關部分的相互關聯(lián)和整個系統(tǒng)的關聯(lián)模式，在顯微觀測系統(tǒng)(11)監(jiān)視下，系統(tǒng)工作站(10)根據(jù)研究目的對步進驅動電源(6)發(fā)出指令對有關步進驅動器分別提供指定驅動，使兩探針/樣品尖端按設定角度和/或方位進入預定空間區(qū)域，再控制壓電晶體驅動電源(7)驅動壓電晶體支架(2)使兩探針/樣品尖逐步逼近達到預定微距離；系統(tǒng)工作站(10)同時指揮信號發(fā)生器(8)產(chǎn)生偏壓信號施加于兩樣品探針/樣品或/和樣品之間，指揮信號采集放大器(9)采集探針或/和樣品之間產(chǎn)生的信號，并根據(jù)檢測信號對壓電晶體驅動電源(7)發(fā)出反饋控制指令，驅動相關三維壓電晶體支架(2)使兩探針/樣品針尖按要求做相對運劫，繼續(xù)接近，以至接觸形成納米點結構，實現(xiàn)納米點結構的現(xiàn)場動態(tài)構筑，并對施加和采集的各種信號記錄、處理、顯示和輸出，實施對納米結構的研究、檢測和開發(fā)。
2.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是其針狀探針/樣品由導體，或半導體，或光纖，或磁性材料，或絕緣體，或復合材料制成。
3.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是其探針/樣品尖端表面是由具有各種納米尺度和結構的小面組成的多面體的裸露面。
4.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是針狀樣品同時作為研究的掃描探針、研究對象或納米點結構或器件的組成部分。
5.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是兩個探針/樣品所承擔的功能可以是相同的，不同的，或復合的。
6.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是兩個探針/樣品可以原位進行修飾和改性。
7.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是所述的針狀探針/樣品驅動系統(tǒng)可以是兩個探針/樣品其中的一個或兩個同時具有壓電晶體和需要的步進驅動定位系統(tǒng)。
8.如權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)，其特征是所述的信號發(fā)生器可產(chǎn)生機械或者電、磁、光、熱、量子、粒子及混合激發(fā)，并按指定方式施加到探針/樣品的一定部位。
9.權利要求1所述的研究開發(fā)系統(tǒng)的應用，其特征是可用于納米結構的現(xiàn)場動態(tài)構筑，并對動態(tài)構筑的過程、現(xiàn)象、效應、性能、結構和機理進行觀察、檢測、研究，對其功能和控制進行開發(fā)。
10.如權利要求9所述的研究開發(fā)系統(tǒng)的應用，其特征是所述的納米結構包括被控制兩探針/樣品之間的間隙在內(nèi)的納米結構。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種雙針納米結構研究開發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)兩個針狀樣品的針尖由系統(tǒng)工作站控制，按研究開發(fā)要求實現(xiàn)亞納米空間范圍精度的控制，甚至接觸，形成納米結構，并同時作為施加和采集信號以及檢測量子效應為特征的各種信號的探針，協(xié)同工作達到對納米結構的在線動態(tài)構筑及對其過程、現(xiàn)象、效應、性能、結構、機理、控制等進行觀察、檢測、研究和開發(fā)。所述針狀樣品或探針由導體，或半導體，或光纖，或磁性材料，或絕緣體，或復合材料制成，而且其尖端是一個由具有各種納米尺度和結構的小面組成的裸露面。兩個探針 或/和樣品可以是相同種類的，更可以根據(jù)需要用不同材料制作，針狀樣品可同時作為研究對象、構筑納米點結構或器件的組成部分和對其進行研究的探針。
文檔編號B82B3/00GK1733595SQ200410060680
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月3日 優(yōu)先權日2004年8月3日
發(fā)明者劉武, 李志揚, 唐成春, 劉曉東, 楊河林, 馬寧, 黃光明 申請人:華中師范大學