CN109030869B - 一种多层膜x射线微波带片的移动方法 - Google Patents

一种多层膜x射线微波带片的移动方法 Download PDF

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Abstract

一种多层膜X射线微波带片的移动方法，将原子力显微镜探针安装在针架上，将针架安装在原子力显微镜上。取适量AB胶涂抹在一平整基片表面，将平整基片置于原子力显微镜样品台上。移动样品台，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近，接触后迅速分离，使探针悬臂粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的平整基片，将另一放有微波带片的平整基片置于样品台上，调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近，接触后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。取下针架，静置使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上。最后利用针架移动微波带片，将微波带片固定在安装位置上。操作结束后，撤下针架，去除探针基片和探针悬臂。

Description

一种多层膜X射线微波带片的移动方法
技术领域
本发明涉及一种移动多层膜X射线微波带片的方法。
背景技术
X射线显微技术可以看到物体内部尺寸更小的结构，分辨率更高，可用于物质的无损检测和三维显微成像。成像波带片，也称微波带片，是X射线显微成像系统中的核心元件，它的尺寸较小，直径通常为10-100μm。溅射切片法是制备硬X射线微波带片的理想方法，即通过溅射的方法在旋转的细丝上交替沉积两种材料，一般情况下，细丝的直径为几十微米，然后将其切成薄片，再将薄片抛光、减薄到所要求的厚度。对于这种制备方法，需要解决如何将多层膜微波带片移动、安装到X射线显微系统中的难题。
目前，研究人员主要通过高精度机械臂控制钨针尖的位置，借助FIB或SEM系统观察位置，用钨针尖来粘取微波带片，进而对其进行移动和操作。但这种方法中所使用的高精度机械臂系统价格昂贵，且在一些FIB或SEM系统中无法安装使用。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种多层膜X射线微波带片的移动方法。本发明预先在原子力显微镜探针上粘有AB胶，然后利用原子力显微镜控制探针，使探针与微波带片不断靠近并迅速接触后分开，微波带片被粘在探针上，通过移动针架实现对微波带片的移动。本发明微波带片移动过程操作简单、方便，无需使用昂贵的高精度机械臂系统。且完成操作后，无需全部去除探针悬臂，可根据实际情况，剩余尺寸较小的部分粘在波带片中心区域，起到阻挡0级透射光的作用。
本发明多层膜X射线微波带片的移动方法步骤如下：
首先根据微波带片的尺寸，选择适宜的原子力显微镜探针，探针悬臂的宽度大于或略小于微波带片的半径。将原子力显微镜探针安装在针架上，随后将针架安装在原子力显微镜上。取适量混合均匀的AB胶涂抹在一平整基片表面，将此平整基片置于原子力显微镜样品台上。移动样品台，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近，接触后迅速分离，使探针悬臂粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的平整基片，将另一放有微波带片的平整基片置于样品台上，调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近，接触后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。从原子力显微镜上取下针架，探针和所粘上的微波带片在探针针架上。静置一定时间使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上。最后利用针架移动微波带片，将微波带片固定在安装位置上。操作结束后，撤下针架，再去除探针基片和探针悬臂。
所述的微波带片为圆饼状，直径不大于100μm，厚度不大于5μm。
所述原子力显微镜探针的悬臂为三角形，弹性系数不大于0.4N/m，探针悬臂的宽度大于或略小于微波带片的半径。
所述AB胶的老化时间大于5min。
所述平整基片为硅片或石英玻璃片或氧化铝基片等。
在探针靠近、接触AB胶和微波带片的过程中，可通过观察原子力显微镜悬臂反光颜色的变化判断二者接触与否。
在所述探针上粘取少量AB胶的过程中，如一次粘上的AB胶过多，可通过探针与基片无胶部分的多次接触、分离来减少探针上的AB胶。
去除探针基片时，可采用机械方法敲下基片。
去除探针悬臂时，可用加热法或溶解法去除粘接探针悬臂和微波带片间的AB胶。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明借助原子力显微镜，利用探针粘取微波带片，通过针架移动实现对微波带片的移动和操作，工艺过程简单，距离、位置控制容易。
2、本发明利用原子力显微镜探针粘取微波带片，完成安装操作后，无需去除全部探针悬臂，当剩下的悬臂面积不大于微波带片的中心细丝面积时，AB胶和探针悬臂可用于消去0级透射光，不影响波带片的使用性能。
3、本发明移动和操作微波带片所使用的探针可以是原子力显微镜报废的探针，只要它还存有三角形悬臂。所以移动、操作微波带片的成本低可以很低，有广泛的应用前景。
附图说明
图1本发明实施例微波带片的移动操作方法流程图；
图2本发明实施例原子力显微镜探针和探针支架示意图，其中图2a为探针结构示意图，图2b为探针安装在探针支架上示意图；
图3本发明实施例探针粘取AB胶过程示意图，其中图3a为立体示意图，图3b为侧视图；
图4本发明实施例探针粘取微波带片过程示意图，其中图4a为立体示意图，图4b为侧视图；
图5本发明实施例微波带片粘在探针上示意图，其中图5a为整体示意图，图5b为局部放大图。
图中，1探针三角悬臂，2探针基片，w探针悬臂宽度，3探针针架，4混合后的AB胶，5平整基片，6原子力显微镜样品台，7微波带片。
具体实施方式
以下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明多层膜X射微线波带片的移动方法步骤如下：
首先根据微波带片的尺寸，选择适宜的原子力显微镜探针，如图2a所示，探针三角悬臂1的弹性系数不大于0.4N/m，探针悬臂的宽度w大于或略小于微波带片的半径，将探针安装在针架3上，如图2b所示，随后装在原子力显微镜上。按照AB胶的配比混合AB胶，取适量混合均匀的AB胶4涂抹在一平整基片5表面，置于原子力显微镜样品台6上，如图3a和图3b所示。移动样品台6，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近、接触，之后迅速分离，使探针悬臂上粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的平整基片，将另一放有微波带片7的平整基片置于样品台上，如图4a和图4b所示。调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近、接触，之后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。从原子力显微镜上取下针架，探针和所粘上的微波带片在探针针架上。静置一定时间使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上，如图5a和图5b所示。最后利用针架移动微波带片，安装微波带片后撤下针架，再去除探针基片2和探针悬臂1。
实施例1
首先根据微波带片的尺寸：直径为70μm，厚度为3μm，选择适宜的原子力显微镜探针，如图2a所示，探针三角悬臂1的弹性系数为0.12N/m，探针悬臂的宽度w为40μm，将探针安装在针架3上，如图2b所示，随后装在原子力显微镜上。按照AB胶的配比混合AB胶，取适量混合均匀的AB胶4涂抹在一石英玻璃片5表面，置于原子力显微镜样品台6上，如图3a和图3b所示。移动样品台6，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近、接触，之后迅速分离，使探针悬臂上粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的石英玻璃片，将另一放有微波带片7的石英玻璃片置于样品台6上，如图4a和图4b所示。调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近、接触，之后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。从原子力显微镜上取下针架，探针和所粘上的微波带片在探针针架上。静置10min使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上，如图5a和图5b所示。最后利用针架移动微波带片，安装微波带片后撤下针架，采用机械方法敲下探针基片2，再利用加热法去除AB胶，从而去除探针悬臂1。
实施例2
首先根据微波带片的尺寸：直径为30μm，厚度为1μm，选择适宜的原子力显微镜探针，如图2a所示，探针三角悬臂1的弹性系数为0.24N/m，探针悬臂的宽度w为20μm，将探针安装在针架3上，如图2b所示，随后装在原子力显微镜上。按照AB胶的配比混合AB胶，取适量混合均匀的AB胶4涂抹在一硅片5表面，置于原子力显微镜样品台6上，如图3a和图3b所示。移动样品台6，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近、接触，之后迅速分离，使探针悬臂上粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的硅片，将另一放有微波带片7的硅片置于样品台6上，如图4a和图4b所示。调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近、接触，之后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。从原子力显微镜上取下针架，探针和所粘上的微波带片在探针针架上。静置5min使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上，如图5a和图5b所示。最后利用针架移动微波带片，安装微波带片后撤下针架，采用机械方法敲下探针基片2，再利用溶解法去除AB胶，从而去除探针悬臂1。
实施例3
首先根据微波带片的尺寸：直径为100μm，厚度为5μm，选择适宜的原子力显微镜探针，如图2a所示，探针三角悬臂1的弹性系数为0.12N/m，探针悬臂的宽度w为40μm，将探针安装在针架3上，如图2b所示，随后装在原子力显微镜上。按照AB胶的配比混合AB胶，取适量混合均匀的AB胶4涂抹在一氧化铝基片5表面，置于原子力显微镜样品台6上，如图3a和图3b所示。移动样品台6，调整探针与AB胶的距离，使探针与AB胶不断靠近、接触，之后迅速分离，使探针悬臂上粘有少量的AB胶。然后取下放有AB胶的氧化铝基片，将另一放有微波带片7的氧化铝基片置于样品台6上，如图4a和图4b所示。调整探针与微波带片的距离，使探针与微波带片不断靠近、接触，之后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针上。从原子力显微镜上取下针架，探针和所粘上的微波带片在探针针架上。静置20min使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针上，如图5a和图5b所示。最后利用针架移动微波带片，安装微波带片后撤下针架，采用机械方法敲下探针基片2，再利用加热法去除AB胶，从而去除探针悬臂1。

Claims (8)

1.一种多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述的移动方法首先根据微波带片的尺寸，选择适宜的原子力显微镜探针悬臂；将原子力显微镜探针悬臂安装在针架上，随后将针架安装在原子力显微镜上；取适量混合均匀的AB胶涂抹在一平整基片表面，将此平整基片置于原子力显微镜样品台上；移动样品台，调整原子力显微镜探针悬臂与AB胶的距离，使原子力显微镜探针悬臂与AB胶不断靠近，接触后迅速分离，使原子力显微镜探针悬臂粘有少量的AB胶；然后取下放有AB胶的平整基片，将另一放有微波带片的平整基片置于样品台上，调整原子力显微镜探针悬臂与微波带片的距离，使原子力显微镜探针悬臂与微波带片不断靠近，接触后迅速分离，微波带片被粘在原子力显微镜探针悬臂上；从原子力显微镜上取下针架，原子力显微镜探针悬臂和所粘上的微波带片在探针针架上；静置一定时间使AB胶老化，微波带片牢固粘在原子力显微镜探针悬臂上；最后利用针架移动微波带片，将微波带片固定在安装位置上；操作结束后，撤下针架，采用机械法敲下探针基片，再利用加热法或溶解法去除粘接原子力显微镜探针悬臂和微波带片间的AB胶，从而去掉原子力显微镜探针悬臂。
2.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述的微波带片为圆饼状，直径不大于100μm，厚度不大于5μm。
3.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述的原子力显微镜探针悬臂为三角形，弹性系数不大于0.4N/m。
4.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述的原子力显微镜探针悬臂的宽度大于或略小于微波带片的半径。
5.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述AB胶的老化时间大于5min。
6.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于，在原子力显微镜探针悬臂靠近、接触AB胶和微波带片的过程中，通过观察原子力显微镜探针悬臂反光颜色的变化判断二者接触与否。
7.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于，所述原子力显微镜探针悬臂上粘取AB胶的过程中，通过原子力显微镜探针悬臂与基片表面无胶部分的多次接触、分离来减少原子力显微镜探针悬臂上的AB胶。
8.如权利要求1所述的多层膜X射线微波带片的移动方法，其特征在于所述的微波带片平放在基片上。
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