CN113074215B - 一种高稳定性的stm测量装置 - Google Patents

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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Abstract

本发明涉及一种高稳定性的STM测量装置，包含安装座、电动缸、探针、连接件、控制系统、测量回路；所述探针通过压电陶瓷设置于所述探针安装座并且所述探针朝向所述电动缸安装座；所述连接件包含固接于所述电动缸安装座的直线轴承，所述电动缸的输出轴通过连接座连接有连接杆，所述连接杆穿过所述直线轴承，所述连接杆的末端设置有基底安装座，所述连接杆包含外套筒和内套轴，所述内套轴由若干分轴组成，从下往上的所述分轴的直径依次减小，所述分轴在其底端的两侧分别设置有凸起部，所述外套筒对应所述凸起部的位置对应填充有阻尼块；所述控制系统电连接所述压电陶瓷，用于输出电压并驱动所述压电陶瓷产生形变从而带动探针上下运动。

Description

一种高稳定性的STM测量装置
技术领域
本发明涉及扫描隧穿裂结领域，具体指有一种高稳定性的STM测量装置。
背景技术
扫描隧穿裂结(Scanning Tunneling Microscope-Break Junction，STM-BJ)技术作为构筑金属/分子/金属(MMM)分子结构并研究单分子电子学的测试手段，因其便捷有效、可重复性高、可获得大量实验数据等优点成为研究电荷输运特性的重要工具，并逐渐向环境、生命科学、公共卫生等领域的商业化过渡，该技术有望在将来从高端的科学仪器真正用到民用的检测分析仪器中。
但是，STM测量装置是一种非常精密的仪器，任何一个微小的振动均会传递到探针，造成探针摇摆，从而产生测量误差。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种高稳定性的STM测量装置是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种高稳定性的STM测量装置，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种高稳定性的STM测量装置，包含安装座、电动缸、探针、连接件、控制系统、测量回路；
所述安装座包含一上一下对应设置的电动缸安装座和探针安装座；
所述电动缸设置于所述电动缸安装座的下侧；
所述探针通过压电陶瓷设置于所述探针安装座并且所述探针朝向所述电动缸安装座；
所述连接件包含固接于所述电动缸安装座的直线轴承，所述电动缸的输出轴通过连接座连接有连接杆，所述连接杆穿过所述直线轴承，所述连接杆的末端设置有基底安装座，所述连接杆包含外套筒和内套轴，所述内套轴由若干分轴组成，从下往上的所述分轴的直径依次减小，所述分轴在其底端的两侧分别设置有凸起部，所述外套筒对应所述凸起部的位置对应填充有阻尼块；所述测量回路连接于所述探针和所述基底安装座之间；
所述控制系统电连接所述压电陶瓷，用于输出电压并驱动所述压电陶瓷产生形变从而带动探针上下运动。
进一步地，所述凸起部为弧形结构。
进一步地，两侧的所述凸起部的波峰上下错开设置。
进一步地，所述探针安装座内设置有两个互相吸合的磁铁，其中一个磁铁吸合至所述探针安装座，另一个磁铁粘接所述探针。
进一步地，所述电动缸的输出轴通过连接座连接所述内套轴。
进一步地，所述安装座在其底部设置有防震板。
本发明的优点：
1、本发明工作时，将待测材料放置于基底安装座，电动缸驱动基底安装座上下移动，基底安装座靠近探针后，控制系统给压电陶瓷通正向电压，压电陶瓷产生微小的形变从而推动探针向下移动，探针和待测材料相接触。重复上述过程，通过测量回路检测基底安装座和探针的电信号，即可利用大数据算法得到待测分子的电导信息。
2、本发明通过凸起部和阻尼块的配合，凸起部跟随内套轴运动，在内套轴上下运动的过程中，阻尼块可以有效吸收内套轴的振动，防止内套轴的振动传递至探针，造成探针振动，可提高精确度。
3、本发明的凸起部为弧形结构，并且左右的凸起部的波峰是错开设置的，可在内套轴的移动过程中，进一步吸收振动，减少阻尼块和凸起部之间的空隙，提高精度。
4、本发明通过所述电动缸的输出轴通过光轴连接件连接有连杆，所述光轴穿过所述直线轴承，有效的减少了电机运动时光轴的振动，确保连杆的行走路径只有上下方向。
5、本发明通过磁铁吸合的方式安装探针，可以快速地将探针拆卸，更换探针。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的结构爆炸图。
图3为探针的结构示意图。
图4为连接杆的结构图。
图5为图4的A部分放大示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
实施例一
参考附图1-5，
一种高稳定性的STM测量装置，包含安装座1、电动缸2、探针3、连接件4、控制系统、测量回路；
所述安装座1包含一上一下对应设置的电动缸安装座101和探针安装座 102；
所述电动缸2设置于所述电动缸安装座102的下侧；
所述探针3通过压电陶瓷301设置于所述探针安装座102并且所述探针2 朝向所述电动缸安装座101；
所述连接件4包含固接于所述电动缸安装座101的直线轴承403，所述电动缸2的输出轴通过连接座401连接有连接杆402，所述连接杆402穿过所述直线轴承403，所述连接杆402的末端设置有基底安装座404，所述连接杆402 包含外套筒4021和内套轴4022，所述内套轴4022由若干分轴组成，从下往上的所述分轴的直径依次减小，所述分轴在其底端的两侧分别设置有凸起部 4023，所述外套筒4021对应所述凸起部4023的位置对应填充有阻尼块4024；
所述测量回路连接于所述探针3和所述基底安装座102之间；
所述控制系统电连接所述压电陶瓷301，用于输出电压并驱动所述压电陶 301瓷产生形变从而带动探针3上下运动。
进一步地，所述凸起部4023为弧形结构。
进一步地，两侧的所述凸起部4023的波峰上下错开设置。
进一步地，所述探针安装座102内设置有两个互相吸合的磁铁302，其中一个磁铁302吸合至所述探针安装座102，另一个磁铁302粘接所述探针2。
进一步地，所述电动缸2的输出轴通过连接座401连接所述内套轴4022。
进一步地，所述安装座1在其底部设置有防震板。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种高稳定性的STM测量装置，包含安装座、电动缸、探针、连接件、控制系统、测量回路；
所述安装座包含一上一下对应设置的电动缸安装座和探针安装座；
所述电动缸设置于所述电动缸安装座的下侧；
其特征在于：
所述探针通过压电陶瓷设置于所述探针安装座并且所述探针朝向所述电动缸安装座；
所述连接件包含固接于所述电动缸安装座的直线轴承，所述电动缸的输出轴通过连接座连接有连接杆，所述连接杆穿过所述直线轴承，所述连接杆的末端设置有基底安装座，所述连接杆包含外套筒和内套轴，所述内套轴由若干分轴组成，从下往上的所述分轴的直径依次减小，所述分轴在其底端的两侧分别设置有凸起部，所述外套筒对应所述凸起部的位置对应填充有阻尼块；
所述测量回路连接于所述探针和所述基底安装座之间；
所述控制系统电连接所述压电陶瓷，用于输出电压并驱动所述压电陶瓷产生形变从而带动探针上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的STM测量装置，其特征在于：所述凸起部为弧形结构。
3.根据权利要求2所述的一种高稳定性的STM测量装置，其特征在于：两侧的所述凸起部的波峰上下错开设置。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定性的STM测量装置，其特征在于：所述探针安装座内设置有两个互相吸合的磁铁，其中一个磁铁吸合至所述探针安装座，另一个磁铁粘接所述探针。
5.根据权利要求1所述的一种高稳定性的STM测量装置，其特征在于：所述电动缸的输出轴通过连接座连接所述内套轴。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定性的STM测量装置，其特征在于：所述安装座在其底部设置有防震板。
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