专利名称：用于扫描探测显微镜的驱动和传感装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及扫描探测显微镜领域，具体地，本发明涉及如独立的权利要求中揭示的用于扫描探测显微镜的驱动和传感装置。
背景技术：
包括被附着到其上的探测尖端的微加工制造的悬臂是扫描探测显微镜(SPM)，例如，原子力显微镜的主要部件之一。SPM的测量模式是所谓的“动态”模式。在这个模式中，使得尖端非常靠近样本表面，以及悬臂以接近于它的共振频率的频率振动。在不同的测量模式中，例如，所谓的“轻敲”或间歇接触模式，当悬臂振动时，允许尖端接触到表面。在扫描样本时，在尖端与样本表面的特征点之间的距离是变化的。这种变化造成在尖端与表面之间的交互作用力，例如范德瓦耳斯力的梯度发生改变。产生的悬臂机械特性(例如，共振频率、相位、振动幅度和Q因子)的改变，通过外部系统，例如光学偏转检测系统，被检测。通常，悬臂与样本表面之间的距离由反馈系统进行控制，以保持特征参数为恒定的数值。
悬臂典型地通过使用被附着到悬臂芯片上的压电片而振动。在轻敲模式中使用的传统的悬臂的弹簧常数k在5-300kHz的共振频率下通常是k＝1-100N/m。低弹簧常数的悬臂是优选的，因为在这种情形下，在运行期间尖端较少损坏或磨损。高的共振频率的悬臂对于高处理量或高速度SPM测量是优选的。作为一个例子，如果没有提供足够的振动幅度，例如，高达1μm，很难使用非常软的悬臂用于在空气中的动态模式测量，例如，弹簧常数具有小于0.1N/m的数值。在样本表面上的水，例如，把尖端粘到表面上，而不再释放它。如果悬臂以不同于其第一共振频率的频率进行振动，则被附着到悬臂的压电片不能有效地给尖端提供足够的激励。这样的系统(压电片与悬臂芯片)的频率在比起系统的第一共振频率更高的频率下也是无效的。
在SPM的其他的实施方案中，使用石英音叉来代替微加工制造的悬臂。音叉是主要开发用于电子电路的电元件。它们是体积尺寸为几mm的小的机械共振器，具有非常高的Q因子，即，它们对于施加的力非常敏感。对于它们的共振特性的相对容易的可到达性，例如通过测量电导，使得音叉成为对于SPM应用的有吸引力的候选者。在使用音叉的SPM应用中，SPM尖端被附着到音叉的一个叉股上。尖端被附着在叉股的侧壁或顶部，正如文件US6,094,971和EP0 864 846中揭示的。这样的悬臂系统的缺点是由于这样的事实尖端被直接固定在音叉的一个叉股上。音叉的对称性被破坏。这减小机械Q因子，以及使得它对于施加的力不太敏感。而且，尖端的振动幅度总是与音叉本身的振动幅度相同的。另外，这些探测器与传统的微加工制造的悬臂相比较，是非常刚性的，即，尖端在工作时容易损坏。音叉共振器的叉股的典型的弹簧常数在大约30kHz的共振频率下是1.8kN/m。
本发明的一个目的是提供用于克服现有的扫描探测显微镜特别是使用音叉共振器的扫描探测显微镜的缺点的扫描探测显微镜的驱动和传感装置。
具体地，本发明的一个目的是提供包括音叉和微加工制造的悬臂的驱动和传感装置。
本发明的另一个目的是提供增强现有技术水平的音叉共振器的Q因子和/或共振频率的对称的驱动和传感装置。
这些目的是通过如权利要求书中规定的驱动和传感装置达到的。
发明内容
本发明的驱动和传感装置包括带有两个叉股的叉状的装置，例如音叉，以及带有探测尖端的连接装置，其中尖端通过所述连接装置被连接到叉状装置的所述两个叉股。叉状装置被用作进行振动的机械共振器。叉股的运动通过所述连接装置被转换成所述探测尖端的运动，其中所述尖端运动可以是处在与叉股运动平面不同的平面上。驱动和传感装置优选地被用于扫描探测显微镜(SPM)，例如，原子力显微镜。
尖端被连接到音叉的两个叉股的一个优点在于，音叉的对称性被保持。这样，比起现有技术水平的音叉SPM来说，音叉的Q因子可以高得多，例如，音叉对于施加的力敏感得多。
尖端可以通过使用柔性和有弹性的连接装置，例如，弹簧装置，像板状或片状弹簧，片状材料弹性片，薄片或线，而被连接到音叉的叉股。被加到音叉的连接装置的小的质量力图减小音叉的共振频率。这也出现在现有技术水平的音叉SPM的情形中。然而，在本发明中，连接装置给予音叉附加的刚度，以及增大音叉的共振频率。这个作用比起附加的质量的作用大得多。所以，音叉的共振频率变为高于原先的数值，例如，这是在高速的SPM中优选的。通过使用带有附着的连接装置的音叉，系统性能可被显著地改进。
在本发明中，音叉的叉股的运动引起连接装置的运动。在音叉以一个频率振动的同时，连接装置以相同的频率振动。当连接装置以比它们的第一共振频率高的频率振动时，也得到连接装置例如弹簧装置的大的振动幅度。作为一个例子，如果音叉的第一共振频率是50kHz以及弹簧装置(例如，板弹簧)的第一共振频率是8kHz，则板弹簧可以以50kHz振动，在它的自由端例如有500nm的振动幅度。连接装置的共振频率不一定是与音叉的共振频率相同的，可以按照用户的需要被选择。这在现有技术水平的SPM中是不可能的。悬臂或音叉以接近于它的共振频率的频率振动。悬臂或叉股的相当大的振动幅度只能分别在悬臂或音叉的第一共振频率附近得到。
在本发明中，连接装置优选地具有带有至少一个轴或平面的形状，这个轴或平面实际上是连接装置的对称轴或平面。优选地，连接装置具有一个或多个对称轴，尖端位于至少一个对称轴上。如果连接装置的对称轴位于或平行于音叉的对称轴或者音叉的平面，则是特别优选的。通过连接装置、尖端和音叉的对称安排，保持了悬臂的完全对称性。这不单增大音叉的Q因子，而且也简化尖端的运动，即，三个自由度中的一个自由度被限制，以使得尖端在一个平面上运动。
在本发明的实施例中，尖端以至少三个点被连接到音叉音叉的两个叉股上或叉股处的两个第一连接点，以及另一个连接点。这个另一个连接点优选地位于音叉的基部，例如在音叉的对称轴或面上。尖端与音叉的另一个连接例如可被用作为尖端到外部源或单元的耦合装置。耦合装置例如可以是光的或电的耦合位置，例如接触点，用于通过其他的电绝缘的尖端把电压加到尖端，其优选地是与音叉的任何驱动信号无关的。它也可被使用于，例如，把光线光耦合到驱动和传感装置或从驱动和传感装置光耦合出，例如可被使用于扫描近场光显微镜(SNOM)。具有至少另一个连接点的连接装置因此优选地以保持音叉的对称性的方式被设计出。
音叉，连接装置和尖端可以是扫描探测装置的一个单个的或分开的部件。按照本发明的实施例，尖端和连接装置是一个部件，例如，以微技术中熟知的一个或多个处理步骤由一块材料制造的。然而，尖端也可以是连接装置的一部分，这样，连接装置本身用作为探测尖端。连接装置然后设有例如尖的边缘或角。例如，这可以通过把连接装置成形为三角形而达到。然而，探测尖端也可以通过任何适当的固定技术被粘结或附着到连接装置。传统上可提供的音叉，如石英或压电音叉，通常被涂敷以金属层，例如金层，它用作为电触点。所以，连接装置也可以通过其他固定技术(例如通过焊接或粘接)被附着到音叉上。优选地，使用压电音叉，例如在手表应用中使用的石英音叉。取决于被用来制造驱动和传感装置的材料，音叉不是压电的。这是在音叉、连接装置和尖端由同一个材料制成，例如用一块材料(例如硅)制造时的情形。在这种情形下，音叉可以至少部分地用例如压电层覆盖。对于包含半导体或导体材料的音叉，有可能通过施加静电力到这些叉股而产生叉股的运动。这例如可以通过把计数器电极放置在这些叉股附近以形成电容器以及在叉股与电极之间加上电位而实现。
在SPM测量中，音叉被共振。由于尖端与样本表面之间的交互作用力，出现和检测到在音叉的机械特性(例如共振频率、相位、振动幅度和Q因子)的改变，或连接装置的改变(例如机械的和位置的改变)。作为用于压电音叉共振器的电源，一个电流或电压信号被加到音叉上，以及产生叉股的运动。对于不同种类的音叉，例如，电-磁共振的音叉或传统的金属音叉中，必须选择适用的电源。可以通过直接的或间接的方法检测音叉的机械特性的改变或连接装置的改变。在直接方法中，测量来自音叉的内部的信号，例如，感测音叉的电导的改变。在间接方法中，使用外部检测系统，例如光偏转检测系统，用来检测例如由于尖端与样本表面的交互作用而造成的连接装置的位置的改变。
按照本发明的连接装置优选地被设计成弹簧装置，例如板弹簧、坚实材料的弹性带条。这些弹簧装置可以具有数值低于0.1N/m的弹簧常数。在实验装置中弹簧常数的典型的数值处在0.03-80N/m的范围，以及优选地在0.04-30N/m的范围，例如0.07N/m。这比起具有约2kN/m的现有技术水平的音叉共振器的弹簧常数低得多。它甚至比起传统的硅悬臂的1-100N/m的典型的弹簧常数值更低。所以本发明的悬臂系统比起现有技术水平的悬臂软得多，即尖端例如在工作时不太经常损坏。
下面，参照附图描述本发明的优选实施例。
图1示意地显示现有技术水平的包括探测尖端的音叉。
图2是按照本发明的驱动和传感装置的实施例的倾斜视图。
图3代表图2的实施例的工作原理的侧视图和顶视图。
图4描绘按照本发明的第二实施例。
图5显示图4的实施例的工作原理。
图6显示按照本发明的第三实施例。
图7显示图6的实施例的工作原理。
图8显示按照本发明的第四实施例。
图9显示在本发明中使用的检测系统的方案。
图10a，b显示按照图2的实施例的实验装置以及连接装置区域的放大图。
图11显示按照本发明的第五实施例。
图12显示按照本发明的第六实施例。
具体实施例方式
图1显示如在SPM应用中使用的现有技术水平的音叉1的两个例子。尖端2被固定到音叉1的一个叉股上，如附图的左边所示的垂直于音叉，或者如右边所表示的平行于音叉。尖端2被直接耦连到音叉，以及总是沿与叉股相同的方向运动。在后者的情形下，尖端运动几乎平行于样本表面8。
图2所示的本发明的第一优选实施例包括作为弹簧装置的U-或V-形的板弹簧23，例如，微加工制造的金属、单晶硅、氧化硅、氮化硅或聚合物。板弹簧23的两个出脚25的每个出脚被固定到，例如被粘结或被焊接到压电音叉共振器21的不同的叉股上。尖端22优选地是板弹簧23的部件，即，以与板弹簧23相同的方法制造的。尖端22也可被固定到，例如被粘结到板弹簧23上，并指向一个方向，即z方向，该方向垂直于音叉和板弹簧所处的面，即xy面。尖端22处在音叉-板弹簧系统的对称面上，即xz面。音叉21是压电的以及被连接到电极27，它主要在xy面上振动。尖端22被迫使主要沿着z轴或更确切地说在xz面内运动。尖端22不是沿着与叉股运动相同的的方向运动，这是与传统的使用音叉的SPM不同的。板弹簧的出脚25的厚度t小于宽度w，以便允许尖端22沿-z和+z方向灵活的运动。如果在尖端与例如样本之间出现任何相互作用，即，在样本表面上扫描，则音叉共振器21的共振特性，例如共振频率、相位、振动幅度和Q因子，发生改变。这些特性优选地通过使用相同的电极27被检测，例如，通过测量音叉共振器的电导或传导改变。
音叉叉股，板弹簧或尖端的长度，宽度，厚度的大小都处在亚微米或微米的范围，典型地从0.5微米到几千微米。典型的叉股的长度是500-4500μm，优选的数值为1500-3500μm。叉股的厚度tp和宽度wp典型地处在50-350μm之间，优选值为wp＝150-280μm以及tp＝80-200μm。板弹簧长度典型地处在150μm与1000μm之间，优选值为250-650μm。板弹簧的宽度与厚度w和t的数值典型地处在约0.1-150μm的范围内，其中w优选地处在30μm与100μm之间，例如是65μm。t具有0.1μm到20μm的优选值，例如1μm。必须提到，所有的尺寸适合于用户需要，或技术问题，即，尺寸可以比起给定的示例性范围更小或更大。
图3显示如图2所描述的驱动和传感探针的工作原理。音叉31的共振导致叉股主要在xy面的运动，这在图3的下部可以看到，图3的下部显示驱动装置的顶视图。叉股的运动导致角运动M和M’，其影响板弹簧33的每个出脚35。所以，出脚35的两个边L1和L2受到不同的机械应力量。为了适应应力分布，板弹簧变形为使得弹簧头部34和因而使尖端32离开xy面。所以尖端的运动主要在xz面，正如在图3的上部的驱动装置的侧视图看到的。如果例如交流电信号被加到压电音叉共振器31，则两个叉股以反相位共振，使得附着的板弹簧33变形，在这种情形下尖端32不是沿与音叉振动方向相同的方向运动。优选地，板弹簧33的振动频率是与音叉共振器31的共振频率相同的。然而，它可以按照用户需要被选择。
在图4上，U或V形板弹簧43垂直地附着到音叉41的叉股，即，板弹簧位于yz面，而音叉41位于xy面。尖端42被结合于或被固定在平行于对称轴，即，音叉41的x轴的板弹簧43的头部。当音叉41共振时，在板弹簧43上的尖端42主要分别沿x轴方向或在xz面上运动。音叉41的叉股46的扭转运动被显示在图5上。类似于图3，叉股46的运动造成板弹簧的出脚的角运动M和M’。由于这些角运动，每个出脚的两个边L1，L2经受不同的机械应力量，所以发生弯曲。出脚的弯曲造成尖端在xz面上的运动。由于音叉、板弹簧和尖端的不同的几何排列，驱动和传感装置相对于扫描面的位置，比起图2所示的驱动装置发生改变。
图6和8显示本发明的另外的实施例。连接装置是坚固材料的弹性条，例如金属、单晶硅、氮化硅、氧化硅或聚合物带条。带条形成桥63、83，且被附着到，例如被粘结到，音叉61、81的不同的叉股。在这两个实施例中，由尖端62、82的指向方向规定的尖端轴位于或平行于形成桥的带条63、83的对称面。在这些实施例中，尖端沿轴移动。在图6上，桥的限定的轴是z轴，以及对称面是yz面。桥63被安排成垂直于音叉61的对称面，它也是音叉所处在的面。在图8上，桥83的限定的方向是x轴，以及对称面是xy面。桥位于或被安排成平行于音叉81的对称面。在音叉61，81振动时，尖端62，82更接近于或更远离于叉股76，正如图7上看到的。通过这个运动，尖端可达到样本表面和/或表面可被扫描。在音叉叉股76和桥的出脚75之间的角度Θ的变化表示如附图的左面所示的桥的侧向扩展，或如附图的右面所示的桥的前向扩展。为了带条63的最佳的可弯曲性，它的宽度w和厚度t(图6)被相应地选择，即，t小于或等于w。w和t的数值优选地处在约0.1-150μm的范围内，其中w典型地处在30μm与100μm之间，例如是65μm。t典型地具有0.1μm到20μm的数值，例如1μm。带条63的两个出脚的末端之间的距离被调节到叉股的分开的距离，并优选地具有几百微米的数值。典型的数值处在150-650μm的范围，例如440μm。
在图9上，显示可以在本发明中使用的两个检测原理。音叉91可被用作如在附图的左面显示的采用直接检测方法的驱动和传感装置。它也可被用作如附图的右面显示的采用间接检测方法的驱动和传感装置。在第一种情形下，音叉91的共振特性通过电极97，例如，通过测量音叉的电导、振动幅度或机械Q因子在它的共振频率附近的改变被检测。在第二种情形下，音叉主要被使用来振动附加的弹簧装置，即，包括尖端的板弹簧93。通过外部的光检测系统101，光信号例如被光电二极管100检测。由于板弹簧的位置相对于参考位置改变，信号被偏转。偏转测量优选地通过从板弹簧93后面反射的光信号，例如，激光束99被完成板弹簧位置的改变造成光束偏转到不同的方向。
为了得到样本表面98的拓扑图象，样本或音叉例如通过扫描器在平行于样本表面的平面即xy面上移动，例如，如图2所示，而尖端接合到样本表面98。
尖端-样本分离(即沿z方向运动(见图2))可以通过扫描器或音叉被完成。当SPM工作在恒定力模式时，音叉可被使用来控制尖端-样本分离。由于音叉的共振频率大大地高于传统的压电扫描器，可以得到高得多的扫描速率。当SPM工作在动态或间歇接触模式时，叠加的AC-DC信号可被加到音叉，后者典型地被用来使连接装置振动以及控制尖端-样本间隔(z反馈驱动)。
图10a和10b显示驱动和传感装置的实验装置以及板弹簧截面的放大图。两个叉股106被附着到基部108，以及形成音叉。被形成为板弹簧的弹簧装置103通过它的两个出脚的每个出脚附着到音叉的叉股106。用作为电极的电触点107被连接到例如涂敷以金的叉股106，和控制单元。通过可被集成在基部108的芯片中的控制与检测单元，控制音叉(例如石英音叉)和检测测量信号。
图10a和图10b所示的实验装置的示例性尺寸和数值为对于叉股长度2400μm，厚度130μm，宽度214μm；连接装置长度437μm，厚度1μm，出脚的宽度65μm；尖端高度10μm；氮化硅板弹簧103在z轴方向(即离开平面方向)的弹簧常数为k＝0.066N/m。
图11表示驱动和传感装置的顶视和侧视图，其中尖端202通过连接装置203在三个点处被连接到音叉201。其前端部分被形成为U或V形板弹簧203的连接装置被附着到例如被粘结或被焊接到音叉201的不同的叉股206，进而被附着到音叉201的基部207。带有尖端202的板弹簧203的前端部分被设计为可以以与图2的第一实施例中描述的相同的方式运动。板弹簧203的每个出脚205包括被形成为放大的区域208a，b的第一连接点，通过这个区域，每个出脚被附着到一个叉股。通过另一个连接点，出脚被附着到音叉的基部207。这个另一个连接点也被形成为放大的区域209，其连接出脚205，但不阻挡叉股206的运动。板弹簧203与音叉电绝缘，尖端被电连接到板弹簧203的后部。这优选地是通过导电的板弹簧实现的。电触点，例如电线210，被附着到该另一个连接点。通过电接触，例如，可以把一个电位给予尖端，而不干扰用于音叉的驱动信号(未示出)。
连接装置也可被成形为使得尖端的运动可以按照图4或8所示的实施例被执行，即主要沿x方向运动。这可以通过把出脚205附着到叉股的里面，形成第一连接点而实现。出脚的细长部分然后头部指向音叉的基部207，其中它们优选地在另一个连接点处被组合或被固定到基部。通过连接装置的对称设计，具体地，通过被附着到音叉的基部的另一个连接点，驱动和传感装置的Q因子没有很大的改变。然而，也可以选择将另一个连接点非对称放置(所以是非对称连接装置)，以及另一个连接点可以与第一连接点相组合。
在图12中，显示了带有尖端302且在三点连接到音叉的驱动和传感装置的另一个实施例的顶视和侧视图。这个实施例具体地是为用于扫描近场光显微镜，或其中需要或优选从音叉的基部到尖端302的直接和/或直线连接的任何显微镜而设计的。被形成为U或V形板弹簧303的连接装置的前端部分总的被设计成可以与分别在例如图2和11的第一或第五实施例中描述的相同的方式进行运动。板弹簧303的两个出脚305在第一连接点308a，b处被附着到音叉的两个叉股306。从板弹簧303的尖端区域，连接部件310，类似于第三出脚，延伸到音叉的基部307。这个连接部件310在另一个连接点309处被固定到音叉的基部307，以及在基部307的整个宽度上延伸。在音叉的这个区域，通过外部装置312可以进行被安排在板弹簧303上或安排在板弹簧303内的波导311的基部光耦合313是可能的。这样的外部装置312，例如是光源、检测器或光导引装置，诸如激光器、光电二极管或光纤。连接装置中的波导311例如可以是硅板弹簧303的氧化的部分，诸如SiO2层。在图12上，尖端被显示为板弹簧303的整体部分。尖端和波导311也可以分别为被固定在连接装置的基础连接部分310的单独的部分。波导例如也可以是连接装置的一个部分或沿着连接装置(例如按图11的连接装置)中的一个出脚设置。被附着到连接装置或作为连接装置的一部分的尖端的指向方向不是沿着平行于或垂直于连接装置的对称轴，即在x或z方向的一个轴(不同于0°或90°的一个限定的角度)。也有可能使尖端和连接装置具有与音叉的对称轴成为非0°或90°的角度。为了能够平行于表面进行扫描，这些角度可以在驱动装置的某些其他部件中，例如，通过在音叉与连接装置之间加上一个限定的角度或通过在悬臂与表面法线之间有一个限定的角度而被补偿。
本发明并不限于附图上所示的实施例。具有本发明的知识的专业人员还可自行设计这样的驱动和传感装置。具体地，所显示的连接装置的形状和对称性或连接装置的尖端的对称位置只是本发明的优选实施例。在附图上，尖端、连接装置和音叉在所有可能的组合中通常互相垂直或平行。另外，从音叉的基部到尖端的波导或任何其他连接部件优选地被这样引导，以使得连接装置或整个音叉的对称性被保留。然而，实施例不限于此。也有可能把尖端刚性地附着到叉形的装置的两个叉股。虽然失去音叉的共振特性的某些优点，但仍旧有对称的探测装置的优点以及不需要外部探测系统的优点。
权利要求
1.用于扫描探测显微镜的驱动和传感装置，其包括包含两个叉股(46，76，106，206，306)的音叉(21，31，41，61，81，91，201)以及带有探测尖端(22，32，42，62，82，202，302)的连接装置(23，33，43，63，83，93，103)，其中尖端(22，32，42，62，82，202，302)通过连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)被连接到音叉(21，31，41，61，81，91，201)的所述两个叉股(46，76，106，206，306)。
2.如权利要求1所述的驱动和传感装置，其特征在于，连接装置(23，33，83，103)具有带有限定的轴的形状，该限定的轴基本上是所述连接装置(23，33，83，103，203，303)的对称轴，其中所述对称轴被安排在音叉(21，31，81，201)的对称轴上或平行于音叉(21，31，81，201)的对称轴。
3.如权利要求1所述的驱动和传感装置，其特征在于，连接装置(43，63)具有带有限定的轴的形状，该限定的轴基本上是所述连接装置(43，63)的对称轴，其中所述对称轴垂直于音叉(41，61)的对称轴。
4.如权利要求2或3所述的驱动和传感装置，其特征在于，尖端(62，82，202，302)的指向方向平行于连接装置(63，83)的对称轴。
5.如权利要求2或3所述的驱动和传感装置，其特征在于，尖端(22，32，42，202，302)的指向方向垂直于连接装置(23，33，43，103)的对称轴。
6.如权利要求1或2所述的驱动和传感装置，其特征在于，除了尖端到音叉(21，31，41，61，81，91，201)的两个叉股(46，76，106，206，306)的所述连接以外，有另一个连接点(209，309)，在该另一个连接点通过连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)把探测尖端(22，32，42，202，302)连接到音叉(21，31，41，61，81，91，201)。
7.如权利要求1或3所述的驱动和传感装置，其特征在于，除了尖端到音叉(21，31，41，61，81，91，201)的两个叉股(46，76，106，206，306)的所述连接以外，有另一个连接点(209，309)，在该另一个连接点通过连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)把探测尖端(22，32，42，202，302)连接到音叉(21，31，41，61，81，91，201)。
8.如权利要求6或7所述的驱动和传感装置，其特征在于，所述另一个连接点(209，309)被用作为用于把外部信号耦合到驱动和传感装置或耦合来自驱动和传感装置的信号耦合装置，所述外部信号优选地是与音叉(21，31，41，61，81，91，201)的驱动信号无关的。
9.如任何先前的权利要求所述的驱动和传感装置，其特征在于，音叉(21，31，41，61，81，91，201)的运动通过所述连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)被变换成尖端(22，32，42，62，82，202，302)的运动。
10.如权利要求9所述的驱动和传感装置，其特征在于，音叉(21，31，41，61，81，91，201)的叉股(46，76，106，206，306)运动的面不同于尖端(22，32，42，62，82，202，302)的运动的面。
11.如任何先前的权利要求所述的驱动和传感装置，其特征在于，所述连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)相对于所述连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)的对称轴或对称面是对称的。
12.如权利要求11所述的驱动和传感装置，其特征在于，所述连接装置(23，33，43，63，83，93，103)是U或V形的。
13.如任何先前的权利要求所述的驱动和传感装置，其特征在于，所述连接装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)和尖端(22，32，42，62，82，202，302)包含相同的材料。
14.如任何先前的权利要求所述的驱动和传感装置，其特征在于，所述连接装置是弹簧装置(23，33，43，63，83，93，103，203，303)。
15.如权利要求14所述的驱动和传感装置，其特征在于，弹簧装置是板弹簧或片弹簧(23，43，103，203，303)，坚固材料(63，83)的弹性线或带条。
16.如权利要求15所述的驱动和传感装置，其特征在于，板弹簧(23，43，103)具有150-650μm的总长度和宽度w为30-100m的两个出脚(25，35)，其中每个这些出脚(25，35)被附着到音叉(21，31，41，91)的叉股(46，106)。
全文摘要
本发明涉及用于扫描探测显微镜的驱动和传感装置。驱动和传感装置包括包含两个叉股的音叉、连接装置(23)例如弹簧装置，和探测尖端(22)。尖端(22)通过所述连接装置(23)被连接到音叉(21)的两个叉股。音叉(21)被用作机械共振器来振动。叉股的运动通过连接装置(23)被转换成尖端(22)的运动，其中尖端运动可以是处在与叉股的运动平面不同的平面。
文档编号H01J3/14GK1526142SQ02813963
公开日2004年9月1日 申请日期2002年4月15日 优先权日2001年5月11日
发明者T·阿基亚马, T 阿基亚马 申请人:纳沙泰尔大学显微技术研究所