一种探头机构及具有其的扫描隧道显微镜的制作方法

本技术涉及一种探头机构及具有其的扫描隧道显微镜。

背景技术：

1、在扫描隧道显微镜中，通过对压电陶瓷通电使其形变，以对应地驱动针尖槽和样品槽运动，从而分别驱动针尖托和样品托运动至指定高度和指定位置。

2、现有技术中，压电陶瓷一般直接通过高强度胶粘剂或焊接工艺与扫描隧道显微镜的主体结构连接，用于实现针尖三维扫描运动的精确驱动，这一连接结构具有以下缺点：

3、一、维护困难，压电陶瓷长期使用易出现性能衰减、极化失效等问题，一体化结构需拆解扫描隧道显微镜主体才能检修，操作繁琐且易损坏其他精密部件；

4、二、升级受限，无法根据实验需求更换不同性能参数的压电陶瓷组，制约仪器功能拓展，适用范围较窄；

5、三、维修成本高，压电陶瓷局部损坏时需整体更换核心驱动模块，造成资源浪费。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种探头机构及具有其的扫描隧道显微镜，能够降低维护难度和维修成本，适用范围较宽。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种探头机构，包括具有中空内腔的安装座、可上下移动地设于所述安装座中的针尖槽、可在水平面内沿左右方向移动地设于所述安装座中的活动座、可在水平面内沿前后方向移动地设于所述活动座中的样品槽、抵设于所述安装座和所述针尖槽之间的且用于驱动所述针尖槽运动的第一压电陶瓷组、抵设于所述安装座和所述活动座之间的且用于驱动所述活动座运动的第二压电陶瓷组、抵设于所述活动座和所述样品槽之间的且用于驱动所述样品槽运动的第三压电陶瓷组，所述针尖槽和所述样品槽沿上下方向间隔排列；

4、所述第一压电陶瓷组、所述第二压电陶瓷组和所述第三压电陶瓷组分别包括至少一个压电陶瓷机构，所述压电陶瓷机构包括依次层叠的普通陶瓷板、电极板和安装板、以及连接在所述电极板沿其层叠方向至少一侧的压电陶瓷板；

5、在所述第一压电陶瓷组中，所述安装板用于可拆装地连接所述安装座，所述普通陶瓷板用于抵接所述针尖槽；在所述第二压电陶瓷组中，所述安装板用于可拆装地连接所述安装座，所述普通陶瓷板用于抵接所述活动座；在所述第三压电陶瓷组中，所述安装板用于可拆装地连接所述活动座，所述普通陶瓷板用于抵接所述样品槽。

6、优选地，所述压电陶瓷机构中的各部件之间沿其层叠方向依次粘接。

7、更优选地，所述安装板包括用于配合粘接的安装本体、凸设于所述安装本体端部的凸起部、开设于所述凸起部上的安装孔；所述压电陶瓷机构还包括用于通过所述安装孔安装所述安装板的螺栓。

8、更进一步优选地，所述压电陶瓷机构还包括开设于所述安装本体上的走线孔，当所述压电陶瓷板设于所述电极板和所述安装板之间时，所述压电陶瓷板和所述走线孔错开设置。

9、更进一步优选地，所述凸起部有两个，两个所述凸起部分别设于所述安装本体沿其长度方向的相异两端。

10、优选地，所述电极板沿其层叠方向的两侧均连接有所述压电陶瓷板，所述电极板两侧的所述压电陶瓷板沿其层叠方向对齐。

11、一种扫描隧道显微镜，包括上述的探头机构，所述扫描隧道显微镜还包括机架、设于所述机架上的且用于吊装所述安装座的减震机构，所述减震机构包括多根沿圆周方向依次间隔排列的弹簧，所述弹簧通过其上下两端分别连接所述机架和所述安装座，所述弹簧沿外上至内下的方向倾斜设置。

12、优选地，多根所述弹簧沿圆周方向间隔均匀排列。

13、优选地，在所述机架和所述安装座两者中，所述减震机构还包括设于其中一者上的磁铁、设于其中另一者上的且用于切割磁感线的高导电金属件。

14、更优选地，所述磁铁和所述高导电金属件分别有多个，多个所述磁铁和多个所述高导电金属件分别沿圆周方向依次间隔排列，两者数量相同且沿径向方向一一对齐设置。

15、由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型探头机构及具有其的扫描隧道显微镜，通过在安装座中设置压电陶瓷机构，将普通陶瓷板、电极板和安装板依次层叠，并在电极板沿其层叠方向的至少一侧连接压电陶瓷板，这一结构不仅能够通过压电陶瓷板的形变配合普通陶瓷板驱动针尖槽或样品槽移动，还能够通过拆除安装板从而单独拆下对应的压电陶瓷机构，从而能够降低维护难度和维修成本，适用范围较宽。

1.一种探头机构，其特征在于：包括具有中空内腔的安装座、可上下移动地设于所述安装座中的针尖槽、可在水平面内沿左右方向移动地设于所述安装座中的活动座、可在水平面内沿前后方向移动地设于所述活动座中的样品槽、抵设于所述安装座和所述针尖槽之间的且用于驱动所述针尖槽运动的第一压电陶瓷组、抵设于所述安装座和所述活动座之间的且用于驱动所述活动座运动的第二压电陶瓷组、抵设于所述活动座和所述样品槽之间的且用于驱动所述样品槽运动的第三压电陶瓷组，所述针尖槽和所述样品槽沿上下方向间隔排列；

2.根据权利要求1所述的探头机构，其特征在于：所述压电陶瓷机构中的各部件之间沿其层叠方向依次粘接。

3.根据权利要求2所述的探头机构，其特征在于：所述安装板包括用于配合粘接的安装本体、凸设于所述安装本体端部的凸起部、开设于所述凸起部上的安装孔；所述压电陶瓷机构还包括用于通过所述安装孔安装所述安装板的螺栓。

4.根据权利要求3所述的探头机构，其特征在于：所述压电陶瓷机构还包括开设于所述安装本体上的走线孔，当所述压电陶瓷板设于所述电极板和所述安装板之间时，所述压电陶瓷板和所述走线孔错开设置。

5.根据权利要求3所述的探头机构，其特征在于：所述凸起部有两个，两个所述凸起部分别设于所述安装本体沿其长度方向的相异两端。

6.根据权利要求1所述的探头机构，其特征在于：所述电极板沿其层叠方向的两侧均连接有所述压电陶瓷板，所述电极板两侧的所述压电陶瓷板沿其层叠方向对齐。

7.一种扫描隧道显微镜，包括权利要求1-6中任一项所述的探头机构，其特征在于：所述扫描隧道显微镜还包括机架、设于所述机架上的且用于吊装所述安装座的减震机构，所述减震机构包括多根沿圆周方向依次间隔排列的弹簧，所述弹簧通过其上下两端分别连接所述机架和所述安装座，所述弹簧沿外上至内下的方向倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的扫描隧道显微镜，其特征在于：多根所述弹簧沿圆周方向间隔均匀排列。

9.根据权利要求7所述的扫描隧道显微镜，其特征在于：在所述机架和所述安装座两者中，所述减震机构还包括设于其中一者上的磁铁、设于其中另一者上的且用于切割磁感线的高导电金属件。

10.根据权利要求9所述的扫描隧道显微镜，其特征在于：所述磁铁和所述高导电金属件分别有多个，多个所述磁铁和多个所述高导电金属件分别沿圆周方向依次间隔排列，两者数量相同且沿径向方向一一对齐设置。