专利名称：电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制作纳米探针的监测系统特别是涉及一种能实时观察和记录 电化学腐蚀制作纳米探针的整个过程的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统。
技术背景自从1986年扫描隧道显微镜(STM)的发明者Binnig和Rohrer获得诺贝尔物理奖以 来，STM在物理学、化学、生物学、材料科学、微电子科学等领域取得了很多重要的成果。 隧道针尖的结构是STM技术中要解决的主要问题之一,针尖的大小、形状和化学同一性不 仅影响着STM图像的分辨率和图像的形状，也影响着测定的电子态。通常制作针尖时采 用肉眼观察显微镜中针尖的形状或者利用电路直接控制针尖的制作。然而直接观测劳动 强度大，容易疲劳，而且对观测结果只能进行估计，无法得到定量结果，更无法根据结 果实时调整制作过程中的各种因素，如调节探针进入液面的位置、角度，根据情况调整 腐蚀电路的电流或电压。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能实时观察和记录电化学腐蚀制作纳 米探针的整个过程的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统。本实用新型所采用的技术方案是组建一种电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系 统，包括有内部装有腐蚀液体的U型管；浸入到U型管的一个端口内的纳米探针，和浸 入到U型管的另一个端口内的电极，纳米探针的另一端和电极的另一端分别与电源的两 端相连接；与纳米探针相连用于调节纳米探针的位置的微操作仪，还设置有用于观察纳 米探针制备情况的显微镜；在显微镜的另一端连接有摄像装置，摄像装置还连接计算机。 还设置有与电源相连接的用于观察电压波形的示波器。所述的摄像装置为CCD或网眼摄 像头中的一种。本实用新型的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，能够记录探针的制作过程， 进行追踪研究，同时能够实时在线监视纳米探针加工的情况，定量分析探针的参数，并 根据观测到的情况及时调整腐蚀过程的各种控制参数，研究不同环境条件对针尖腐蚀的 影响，大大降低了劳动强度。
图1是本实用新型的系统结构示意图。 其中1: U型管 2:纳米探针3:电极 4:电源5:微操作仪 6:示波器7:显微镜 8:摄像装置9:计算机具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型的电化学腐蚀制作纳米探针 的实时监测系统。如图1所示，本实用新型的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，包括有内部 装有腐蚀液体的U型管1;浸入到U型管1的一个端口内的纳米探针2和浸入到U型管1的另一个端口内的电极3，纳米探针2的另一端和电极3的另一端分别与电源4的两端相 连接，本实用新型的纳米探针2和电极3均采用高纯钨丝；与纳米探针2相连用于调节 纳米探针2的位置的微操作仪5，其可以调节探针进入液面的深度、角度；还设置有用于 在线实时观察记录纳米探针2制备情况的显微镜7，所述的显微镜7可以观察针尖电化学 腐蚀过程及探针的形状；在显微镜7的另一端连接有与计算机9相连并受计算机9控制 的摄像装置8，所述的摄像装置8为CCD或网眼摄像头中的一种。计算机9控制的摄像装 置8可以在线实时观察或者记录不同环境下的腐蚀情况，其结果可以用于研究影响针尖 形状的因素；还设置有与电源4相连接的用于观察电压波形的示波器6，可以根据监测的 结果改变腐蚀电流或电压，改变针尖形状，达到理想的针尖形状。本实用新型的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统工作原理是利用微操作仪 调整作为探针的钩丝在电化学腐蚀溶液中的角度与深度，电源对钨丝进行腐蚀，通过显 微镜，连接与计算机相连的CCD或者摄像头，计算机的显示屏可以直接观察到腐蚀的过 程，示波器可以实时显示电压变化的情况，并且计算机可以记录不同环境下探针的腐蚀 情况及其尖端的形状变化情况，以利于进一步研究影响针尖形状的因素。通过示波器观 察腐蚀过程中的电压随时间变化的图形可用于改变腐蚀电流或电压，以改变针尖形状， 达到理想的针尖形状。
权利要求1.一种电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，包括有内部装有腐蚀液体的U型管(1)；浸入到U型管(1)的一个端口内的纳米探针(2)，和浸入到U型管(1)的另一个端口内的电极(3)，纳米探针(2)的另一端和电极(3)的另一端分别与电源(4)的两端相连接；与纳米探针(2)相连用于调节纳米探针(2)的位置的微操作仪(5)，其特征在于，还设置有用于观察纳米探针(2)制备情况的显微镜(7)；在显微镜(7)的另一端连接有摄像装置(8)，摄像装置(8)还连接计算机(9)。
2. 根据权利要求l所述的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，其特征在于， 还设置有与电源(4)相连接的用于观察电压波形的示波器(6)。
3. 根据权利要求l所述的电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，其特征在于， 所述的摄像装置(8)为CCD或网眼摄像头中的一种。
专利摘要一种电化学腐蚀制作纳米探针的实时监测系统，包括有内部装有腐蚀液体的U型管；浸入到U型管一个端口内的纳米探针，和浸入到U型管的另一个端口内的电极，纳米探针的另一端和电极的另一端分别与电源的两端相连接；与纳米探针相连用于调节纳米探针的位置的微操作仪，还设置有用于观察纳米探针制备情况的显微镜；在显微镜的另一端连接有摄像装置，摄像装置还连接计算机。还设置有与电源相连接的用于观察电压波形的示波器。本实用新型能够记录探针的制作过程，进行追踪研究，同时能够实时在线监视纳米探针加工的情况，定量分析探针的参数，并根据观测到的情况及时调整腐蚀过程的各种控制参数，研究不同环境条件对针尖腐蚀的影响，降低了劳动强度。
文档编号G12B21/02GK201017692SQ200720095398
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者雪 吴, 左真涛, 璐 韩 申请人:南开大学