CN108709907A - 一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法 - Google Patents

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陈海舰
余蕾
张明阳
程鹏坤
肖博怀
常帅
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Abstract

本发明涉及分子电子学领域，特别涉及一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法。主要是通过监控针尖电极与基底电极之间的电流。首先，当检测电流大于某值时，再前进x纳米后退针，然后当电流小于某值时，再后退y纳米后重新进针，重复上述步骤，重复次数可提前设定。该过程可以确定针尖电极已经与基底电极完全接触/完全脱离，重复针尖的扎入与提拉过程，从而实现可重复的裂结法测量单分子电导，本发明自动判定进退针距离而不需要人为的设定与调控，且能确定完成完整的裂结法步骤，并省去稳定针尖的步骤，故大大节省了人力成本与时间成本。

Description

一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法
技术领域
本发明涉及分子电子学领域，涉及一种世界上公认的测量单分子的方法—裂结法，特别涉及一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法。
背景技术
现在在分子电子学领域，测量单分子电导大部分是通过软件控制不同仪器，通过改变输入压电陶瓷的电压以赋予仪器一定的进、退针速度及距离，从而实现以裂结法测量单分子电导。且由于针尖的热运动及仪器的不稳定性，该方法往往需要操作者实时观测仪器的反馈从而改变针尖的初始位置。
为了减少操作者的工作量及提高其自动化程度，已有程序通过在实现进、退针步骤间加入稳定针尖的步骤，以保证针尖在每次进针的起始位置相同，然而基于不同的样品、仪器以及在测量过程中不断的重复稳定步骤，针尖的稳定往往消耗较长时间，降低了采样效率。故一款能够同时兼顾采样效率及自动化的方法急需开发。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法，其特征在于，包括
步骤1、隧道电流测量电路中在设定起始位置开始向靠近基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号，
步骤2、当电流值大于设定阈值一，为保证两电极接触完全，再以相同的速度进针x纳米(该值人为设定)后，针尖电极向远离基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号，并根据电流信号的监控值以及设定的重复次数执行以下步骤；
步骤2.1、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二，为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米(该值人为设定)后，且设定重复次数为1时，一次进退针过程结束，针尖回到起始设定位置；
步骤2.2、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二，为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米(该值人为设定)后，且设定重复次数大于1时，针尖电极将重新向靠近基底电极方向移动，并重复步骤2直至完成设定重复次数。
在上述的一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法，其特征在于，所述设定阈值二为0。
因此，本发明具有如下优点：本发明自动判定进退针距离而不需要人为的设定与调控，且能确定完成完整的裂结法步骤，并省去稳定针尖的步骤，故大大节省了人力成本与时间成本。
附图说明
附图1是本发明的一种原理示意图；
附图2是本发明采集的数据示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本发明主要是通过监控针尖电极与基底电极之间的电流。首先，当检测电流大于某值时，再前进x纳米后退针，然后当电流小于某值时，再后退y纳米后重新进针，重复上述步骤，重复次数可提前设定。该过程可以确定针尖电极已经与基底电极完全接触/完全脱离，重复针尖的扎入与提拉过程，从而实现可重复的裂结法测量单分子电导，具体包括：
步骤1、隧道电流测量电路中在设定起始位置开始向靠近基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号(该步骤见图2的起点位置上升至达到阈值一的位置)；
步骤2、当电流值大于设定阈值一，为保证两电极接触完全，再以相同的速度进针x纳米(该值人为设定)后(该步骤见图二的高于阈值一位置至顶端平台结束位置)，针尖电极向远离基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号(该步骤见图二的下降阶段)，并根据电流信号的监控值以及设定的重复次数执行以下步骤；
步骤2.1、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二(设为0)，为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米(该值人为设定)后，且设定重复次数为1时，一次进退针过程结束，针尖回到起始设定位置；
步骤2.2、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二(设为0)为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米(该值人为设定)后(见图二底端平台阶段)，且设定重复次数大于1时，针尖电极将重新向靠近基底电极方向移动，并重复步骤2直至完成设定重复次数。(图二所示为重复15次的原始数据)。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法，其特征在于，包括
步骤1、隧道电流测量电路中在设定起始位置开始向靠近基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号，
步骤2、当电流值大于设定阈值一，为保证两电极接触完全，再以相同的速度进针x纳米后，针尖电极向远离基底电极方向移动，并实时监控通过隧道电流测量电路中针尖电极与基底电极之间的电流信号，并根据电流信号的监控值以及设定的重复次数执行以下步骤；
步骤2.1、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二，为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米后，且设定重复次数为1时，一次进退针过程结束，针尖回到起始设定位置；
步骤2.2、在远离过程中，当电流值小于设定阈值二，为保证两电极足够远离，再以相同的速度退针y纳米后，且设定重复次数大于1时，针尖电极将重新向靠近基底电极方向移动，并重复步骤2直至完成设定重复次数。
2.根据权利要求1所述的一种快速自动化的实现以裂结法测量单分子电导的方法，其特征在于，所述设定阈值二为0。
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