一种测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法与流程

本发明涉及原子力显微镜针尖技术领域，特别涉及一种测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法。

背景技术：

纳米晶体或者微晶之间的作用力的详细了解对于人们了解纳米晶体的随机聚合或装配、流变学及其定向结合生长和理化性质的研究等是非常重要的。但是目前，由于技术的原因导致直接测量这些作用力的手段有限，对驱动各种纳米晶及微晶相互作用知之甚少。

技术实现要素：

发明的目的在于提供一种测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法，本发明利用聚焦离子束法制备了可以测量各种纳米晶或微晶相互作用的原子力显微镜探针，本发明几乎可以附着任何固体颗粒(从几百纳米的大小到毫米)到针尖，应用范围非常广泛。以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法，包括如下：

步骤一：将纳米晶或微晶利用超声分散到无水乙醇中，然后将一滴分散好的液体滴于单晶硅片表面，室温下干燥后将单晶硅片和商品原子力显微镜针尖固定到扫描电子显微镜样品台后置于扫描电子显微镜内；

步骤二：找到分散良好的单个微晶颗粒后，在其表面喷涂pt保护层；

步骤三：利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，将晶体孤立于切割形成的硅墙；

步骤四：将微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，喷涂pt使二者粘合，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，最终得到适合的尺寸规格；

步骤五：利用聚焦离子束对商品针尖进行切割，在针尖得到适宜尺度的方孔；

步骤六：利用微探针将第四步得到的新针尖放置到商品针尖的空洞中，喷涂pt使二者紧密结合，最后利用聚焦离子束把微晶表面的pt保护层去除即可得到最终的针尖。

进一步地，步骤二中pt保护层的厚度为1-5微米。

进一步地，pt保护层的厚度为2微米。

进一步地，步骤三中晶体与切割形成的硅墙的间距为20微米。

进一步地，步骤六中的新针尖与商品针尖的空洞匹配，其间距不大于1微米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法，将纳米晶或微晶利用超声分散到无水乙醇中，然后将一滴分散好的液体滴于单晶硅片表面，室温下干燥后将单晶硅片和商品原子力显微镜针尖固定到扫描电子显微镜样品台后置于扫描电子显微镜内，找到分散良好的单个微晶颗粒后，在其表面喷涂pt保护层进行保护，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，将晶体孤立于切割形成的硅墙，将微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，喷涂pt使二者粘合，在进行保护的同时又可以进行粘合，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，最终得到适合的尺寸规格，利用聚焦离子束对商品针尖进行切割，在针尖得到适宜尺度的方孔，利用微探针将新针尖放置到商品针尖的空洞中，喷涂pt使二者紧密结合，最后利用聚焦离子束把微晶表面的pt保护层去除即可得到最终的针尖，本发明利用聚焦离子束法制备了可以测量各种纳米晶或微晶相互作用的原子力显微镜探针，本发明制备的原子力显微镜探针几乎可以附着任何固体颗粒(从几百纳米的大小到毫米)到针尖，应用范围非常广泛。

附图说明

图1为本发明的步骤一的操作过程示意图一；

图2为本发明的步骤二的操作过程示意图；

图3为本发明的步骤三的操作过程示意图；

图4为本发明的步骤四的操作过程示意图一；

图5为本发明的步骤四的操作过程示意图二；

图6为本发明的步骤四的操作过程示意图三；

图7为本发明的步骤五的操作过程示意图；

图8为本发明的步骤六的操作过程示意图一；

图9为本发明的步骤六的操作过程示意图二；

图10为本发明的步骤六的操作过程示意图三；

图11为本发明的步骤六的操作过程示意图四；

图12为本发明的步骤六的操作过程示意图五。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法，包括如下：

步骤一：将纳米晶或微晶利用超声分散到无水乙醇中，然后将一滴分散好的液体滴于单晶硅片表面，室温下干燥后将单晶硅片和商品原子力显微镜针尖固定到扫描电子显微镜样品台后置于扫描电子显微镜内，找到分散良好的单个微晶颗粒，如图1；

步骤二：找到分散良好的单个微晶颗粒后，在其表面喷涂pt保护层，厚度为1-5微米，优选为2微米，这样的厚度最有利于微晶颗粒的保护，如图2；

步骤三：利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，将晶体孤立于切割形成的硅墙，晶体与切割形成的硅墙的间距为20微米，便于下一步的微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，如图2-3；

步骤四：将微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，喷涂pt使二者粘合，在进行保护的同时又可以进行粘合，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，最终得到适合的尺寸规格，如图4-6；

步骤五：利用聚焦离子束对商品针尖进行切割，在针尖得到适宜尺度的方孔，方便上述步骤切割的新针尖的放入，如图7；

步骤六：利用微探针将第四步得到的新针尖放置到商品针尖的空洞中，二者匹配，其间距不大于1微米，便于pt保护层能够使二者粘合，喷涂pt使二者紧密结合，最后利用聚焦离子束把微晶表面的pt保护层去除即可得到最终的针尖，实现利用聚焦离子束法制备可以测量各种纳米晶或微晶相互作用的原子力显微镜探针，几乎可以附着任何固体颗粒(从几百纳米的大小到毫米)到针尖，应用范围广泛，如图8-12。

工作原理：将纳米晶或微晶利用超声分散到无水乙醇中，然后将一滴分散好的液体滴于单晶硅片表面，室温下干燥后将单晶硅片和商品原子力显微镜针尖固定到扫描电子显微镜样品台后置于扫描电子显微镜内，找到分散良好的单个微晶颗粒后，在其表面喷涂pt保护层进行保护，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，将晶体孤立于切割形成的硅墙，将微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，喷涂pt使二者粘合，在进行保护的同时又可以进行粘合，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，最终得到适合的尺寸规格，利用聚焦离子束对商品针尖进行切割，在针尖得到适宜尺度的方孔，利用微探针将第四步得到的新针尖放置到商品针尖的空洞中，喷涂pt使二者紧密结合。最后利用聚焦离子束把微晶表面的pt保护层去除即可得到最终的针尖。

综上所述，本发明提出的测量晶面作用力原子力显微镜针尖的制备方法，将纳米晶或微晶利用超声分散到无水乙醇中，然后将一滴分散好的液体滴于单晶硅片表面，室温下干燥后将单晶硅片和商品原子力显微镜针尖固定到扫描电子显微镜样品台后置于扫描电子显微镜内，找到分散良好的单个微晶颗粒后，在其表面喷涂pt保护层进行保护，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，将晶体孤立于切割形成的硅墙，将微探针准确的置于硅墙的微晶旁边，喷涂pt使二者粘合，在进行保护的同时又可以件粘合，利用聚焦离子束在晶体旁边进行切割，最终得到适合的尺寸规格，利用聚焦离子束对商品针尖进行切割，在针尖得到适宜尺度的方孔，利用微探针将新针尖放置到商品针尖的空洞中，喷涂pt使二者紧密结合，最后利用聚焦离子束把微晶表面的pt保护层去除即可得到最终的针尖，本发明利用聚焦离子束法制备了可以测量各种纳米晶或微晶相互作用的原子力显微镜探针，本发明制备的原子力显微镜探针几乎可以附着任何固体颗粒(从几百纳米的大小到毫米)到针尖，应用范围非常广泛。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。