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序号	专利名	申请号	申请日	公开（公告）号	公开（公告）日	发明人
1	探针检测系统	CN200980126337.4	2009-06-08	CN102084431B	2014-07-02	安德鲁·汉弗里斯
用于扫描探针显微镜的探针检测系统(74)包括高度检测系统(88)和偏转检测系统(28)。在扫描样品表面时，将从显微镜探针(16)反射的光分离为两个分量。通过偏转检测系统(28)分析第一分量(84)，并且在保持平均探针偏转在扫描期间基本恒定的反馈系统中使用第一分量(84)。由高度检测系统(88)分析第二分量(86)，由此获得对探针在固定参考点以上的高度的指示，并由此获得样品表面的图像。该双检测系统特别适合在快速扫描应用中使用，在这些应用中，反馈系统不能以调整像素位置之间的高度所需的速率进行响应。
2	用于快速扫描探针显微术的闭环控制器和方法	CN200880014968.2	2008-05-02	CN101711342B	2013-11-13	史建; 苏全民; 克雷格·普拉特; 马骥
一种操作度量器件的方法，包括：使用执行器(110)以扫描频率产生探针(14)与样本(22)之间的相对运动。该方法还包括：使用在检测到的运动中表现噪声的位置传感器(108)检测执行器的运动，并且使用反馈回路(104)和前馈算法(120)控制执行器(110)的位置。在该实施例中，控制步骤使得执行器位置中的噪声与在扫描带宽上的位置传感器所表现的噪声相比而被衰减。扫描频率可高达第一扫描器谐振频率的三分之一或大于300Hz。
3	原子间力显微镜以及采用原子间力显微镜的相互作用力测定方法	CN200880002061.4	2008-01-07	CN101606051B	2011-12-28	大田昌弘; 大薮范昭; 阿部真之; 卡斯坦斯·奥斯卡; 杉本宜昭; 森田清三
本发明提供一种原子间力显微镜以及采用该原子间力显微镜的相互作用力测定方法。由FM-AFM得到的频率偏移Δf，能够由由来于远距离相互作用力的ΔfLR和由来于短距离相互作用力的ΔfSR的简单的线形结合来表示。在此，仅对比较短的距离范围来分别测定试料表面的原子缺陷上的Δf曲线和目的原子上的Δf曲线(S1、S2)，求出两者的差分Δf曲线(S3)。差分Δf曲线只由来于短距离相互作用力，因此在此适用公知的变换处理来求出表示力和距离Z之间的关系的F曲线，据此得到目的原子上的短距离相互作用力(S4)。由于能够缩小Δf曲线测定时的距离范围，因此能够缩短测定时间，Δf曲线→F曲线的变换一次就结束，因此运算时间也能缩短。由此，在求出在试料表面的原子和探针之间起作用的短距离相互作用力时，缩短Δf曲线的测定所需要的时间以及运算时间，实现精度提高，并且能够提高处理能力。
4	探针检测系统	CN200980126337.4	2009-06-08	CN102084431A	2011-06-01	安德鲁·汉弗里斯
用于扫描探针显微镜的探针检测系统(74)包括高度检测系统(88)和偏转检测系统(28)。在扫描样品表面时，将从显微镜探针(16)反射的光分离为两个分量。通过偏转检测系统(28)分析第一分量(84)，并且在保持平均探针偏转在扫描期间基本恒定的反馈系统中使用第一分量(84)。由高度检测系统(88)分析第二分量(86)，由此获得对探针在固定参考点以上的高度的指示，并由此获得样品表面的图像。该双检测系统特别适合在快速扫描应用中使用，在这些应用中，反馈系统不能以调整像素位置之间的高度所需的速率进行响应。
5	快速扫描的扫描探针显微镜以及对其进行操作的方法	CN200880110612.9	2008-08-04	CN101960287A	2011-01-26	克雷格·普拉特; 苏全民; 恩吉·方; 杰弗里·马卡基斯; 克雷格·库斯沃西; 史建; 约翰尼斯·金特; 史蒂文·内格尔; 樊文峻
提供了一种能够在力控制反馈下对任意特性的较大样品进行迅速扫描以获得高分辨率图像的方法和装置。该方法包括：在扫描探针显微镜(SPM)的探针(215)与样品(112)之间产生相对扫描移动，以至少30行/秒的速率将探针扫描通过至少4微米的扫描范围；以及用至少1mm/sec的力控制回转速率来控制探针-样品的相互作用。能够获得这些结果的优选SPM具有至少具有闭环带宽的力控制带宽的力控制器，所述闭环带宽至少为10kHz。
6	表面性状测定用探针以及采用该探针的显微镜	CN200510117193.X	2005-11-02	CN1769860B	2010-08-11	日高和彦
一种表面性状测定用探针(60)，具有：探针头(65)、第1支承体(61)、第2支承体(62)、压电元件(63)、平衡器(64)。第1支承体具有：第1支承部(611)；3根梁(613)，其从等角度配置于第1支承部上的位置朝向中央延伸，用于将探针头(65)支承于其顶端。第2支承体(62)具有：第2支承部(621)；保持部(622)，其由多根梁(623)支承，该多根梁从等角度配置于该第2支承部上的位置朝向中央延伸。压电元件(63)配置于探针头与保持部之间，且沿轴向振动。
7	碳纳米管阵列与基底结合力的测量方法	CN200610062428.4	2006-09-01	CN101135625B	2010-05-12	刘锴; 姜开利; 范守善
一种碳纳米管阵列与基底结合力的测量方法，其测量的碳纳米管阵列中碳纳米管间具有一定的间隙，该测量方法包括：提供一毫牛测力计，该测力计具有一个测力臂，该测力臂的末端固定一测力探针，该测力探针具有平整的测力端面；在测力探针的测力端面上涂覆一层粘性胶；以及将涂覆有粘性胶的测力端面逐渐靠近待测的碳纳米管阵列的表面并紧密接触，然后将测力探针逐渐拔离碳纳米管阵列表面，测力探针的测力端面将粘附一定数量的碳纳米管，通过测力计显示的力的数值以及拔出的碳纳米管的数量即可以得出碳纳米管阵列与其附着的基底的结合力大小。
8	一种评估Ⅲ族氮化物单晶表面位错的检测方法	CN200910025456.2	2009-03-05	CN101598655A	2009-12-09	刘争晖; 钟海舰; 徐科; 王明月
本发明公开了一种通过原子力显微镜精确定位测定III族氮化物单晶表面位错类型并统计不同类型位错密度的检测方法，属于半导体材料质检领域。其目的是通过标记检测区域，利用原子力显微镜对标记区域表面形貌进行测试，然后将样品进行多次腐蚀，并在每次腐蚀后用原子力显微镜对标记的同一检测区域进行重复测试，多次腐蚀和测试后统计得到每个腐蚀位错坑的腐蚀速率，判定对应的位错类型，进而统计各类型位错的密度。本发明突破传统透射电子显微镜的位错检测方法，制样方法简单，位错类型判定准确高效，不仅可用于工业上各类半导体材料的质量检测，促进III族氮化物基光电器件在光电产业的发展，也能应用于关于薄膜材料位错腐蚀动力学的科学研究。
9	一种利用原子力显微镜的套刻对准方法及装置	CN200610164888.8	2006-12-07	CN100541708C	2009-09-16	李晓娜; 韩立
一种利用原子力显微镜的套刻对准方法及装置，其方法包括以下步骤：(1)在第一层图形写入的同时写入套刻对准标记；(2)在第二层图形刻写之前对其工作区域扫描成像，根据扫描成像的结果对第二层图形结构的坐标进行修正；(3)以修正后的图形坐标刻写第二层图形结构；(4)多层图形结构的坐标均依据原子力显微镜扫描结果进行修正，从而完成套刻加工。应用上述套刻对准方法的装置，包括以压电陶瓷闭环定位系统作为扫描器的原子力显微镜、光学观测镜、机械调节平台与电压开关电路[8]，电压开关电路[8]控制加工电压。本发明利用原子力显微镜自身的成像功能与压电陶瓷闭环定位系统[5]进行测量与定位，在不引进复杂的高精度光学对准设备的条件下可实现高精度的套刻加工。
10	用于基于悬臂的仪器的完全数字化的控制器	CN200380109160.X	2003-12-18	CN100523778C	2009-08-05	R·普若克斯; J·克利夫兰; D·波塞克; T·戴; C·卡勒汗; M·B·韦尼
一种用于基于悬臂的仪器的控制器，基于悬臂的仪器包括原子力显微镜、分子力探测仪器、高分辨率轮廓测定器和化学或生物传感检测器。该控制器用非常快的模数转换器(35)对通常用来检测这些仪器中悬臂偏转的光电检测器的输出进行取样。然后用现场可编程门阵列(31)和数字信号处理器(32)来处理所获得的输出信号的数字化表示，而不使用模拟电子电路。
11	探针固定而样品振荡型无微杆扫描力显微镜镜体	CN200810186053.1	2008-12-12	CN101424611A	2009-05-06	陆轻铀; 侯玉斌; 吴飞
本发明探针固定而样品振荡型无微杆扫描力显微镜镜体涉及扫描探针显微镜，包括探针、样品、振子、定位器，定位器设置于探针与振子之间，探针指向固定于振子上的样品。定位器由XYZ定位压电管及分别设置在其两端的探针座和振子座构成，探针与振子分别固定在探针座与振子座上。探针是分立的无微杆探针。振子为压电振子、晶体振子、石英晶振片或石英微叉。本发明的有益效果为：可使用分立的无微杆探针，如性能优越的STM探针；探针成本大大降低，利于性能更好扫描力显微镜的出现和普及；使用高品质因子的晶体振子能提高频率分辨率和测量精度；在定位器与振子间增设辅助振子还可获得小振幅振荡，提高短程力测量灵敏度和原子分辨能力。
12	利用原子力显微镜进行生物标记检测的方法	CN200810226849.5	2008-11-18	CN101408496A	2009-04-15	胡孔新; 张丽萍; 平芮巾
本发明公开了利用原子力显微镜进行生物标记检测的方法，具体为：采用现有技术的方法制备用于标记的硬质颗粒材料；将样品载体玻片经过洗涤液超声洗涤后，再经过多聚赖氨酸处理；制备用硬质颗粒材料标记的生物样品片；将样品片固定到样品贴片上；利用AFM的探针的轻敲模式对样品进行扫描；在室温、大气下以轻敲模式同时采集硬质标记材料的高度、振幅和相位的数据；以有差异的相位图颜色变化为主要判读依据，以高度图和振幅图作为辅助判定依据，结合生物对象形态确定硬质标记材料颗粒；通过确定硬质标记材料颗粒后确定被标记物存在。本发明扩展了原子力显微镜的生物学应用范围，可推广至核酸标记等领域，具有巨大的科学应用价值和市场应用价值。
13	用原子力显微镜确定样品的材料界面和计量信息的方法	CN200610094518.1	2006-06-09	CN100449257C	2009-01-07	胡家祯
一种使用原子力显微镜确定样品的界面信息和关键尺寸的方法。在关键尺寸信息处理之前，对扫描线执行末端-样本去卷积。在多条扫描线上寻求每条扫描线的局部最大值和最小值或者局部斜度改变。然后为多个最大值和最小值或者斜度改变点寻求最佳拟合线。可以使用多个最大值或者最小值或者斜度改变点寻求两条最佳拟合线。这两条最佳拟合线的交点可用于确定诸如转变点之类的关键尺寸。这样的方法可以用于确定梯形磁写入头的轨道宽度，或者可以用于确定磁写入头上的喇叭张开点的位置。
14	应用于原子力显微镜的数据采集处理系统	CN200810114759.7	2008-06-12	CN101308080A	2008-11-19	钱建强; 李渊; 华宝成; 姚骏恩
本发明公开了一种应用于原子力显微镜的数据采集处理系统，包括有PC－104总线、FPGA处理器、数据采集单元、模拟量输出单元、正弦波发生单元。本发明利用FPGA控制采集，采用数字滤波技术和降采样技术，使其单通道采集速度达到3,000,000次/秒，多通道采集速度大于1,000,000次/秒，满足了高速扫描的需求；利用FPGA控制模拟量输出，实现四通道独立模拟量输出，模拟量输出速度高于1,000,000次/秒；利用FPGA控制相位检测，采用数字鉴相技术，可以在探针一个振动周期内检测出相位差，每次相位检测时间小于5μs，相位检测精度优于0.5°，线性工作范围可达0～360°。
15	一种面向纳米观测与操作的样品无损逼近方法及实现装置	CN200610134977.8	2006-12-22	CN101206170A	2008-06-25	缪磊; 周磊; 董再励; 刘柱; 王越超
本发明公开一种面向纳米观测与操作的样品无损逼近方法。它通过控制样品相对于探针进行微米级的初调运动及纳米级的精密运动，经检测反射激光光斑的位置变化信号的反馈控制步骤，通过检测样品逼近探针产生原子力作用时产生的光电检测信息进行反馈控制，达到控制样品无损逼近探针的目的。采用本发明可以避免碰撞逼近所造成的探针或样品损伤。
16	分析薄膜表面粗糙度的方法	CN03100868.2	2003-01-23	CN100394162C	2008-06-11	陈瑞兴
一种分析薄膜表面粗糙度的方法，此方法是首先扫描一薄膜表面，以取得薄膜表面的一波峰信号。接着，取得波峰信号在一固定比例高度的高度值，并且取得波峰信号在该高度位置的宽度值。之后，将此高度值除以此宽度值，即为薄膜表面的尖锐度。倘若薄膜表面的尖锐度小于一标准值，即表示薄膜表面粗糙度符合标准。利用本发明的分析方法可以确实的反映出薄膜表面的粗糙度。
17	一种原子力显微镜的扫描探头	CN200510086211.2	2005-08-08	CN1913043A	2007-02-14	原剑; 林云生; 左燕生; 韩立
一种原子力显微镜的扫描探头，包括激光器1，反射镜2，反射镜3，四象限光电位置检测器4，微悬臂5，放大镜组件和CCD10，放大镜组件包括放大镜片和调焦镜筒8；放大镜片包括物镜7和目镜9，放大镜组件安装在带有针尖的微悬臂5正上方，调焦镜筒8固定在扫描探头壳体11的顶部，可调节伸缩，调焦镜筒8的下部和上部通过螺纹口分别连接物镜7和目镜9；目镜9上有C型接口与CCD10相连，CCD10的输出端从扫描探头外部接到电视机盒上，电视机盒再接到电脑上。在电脑监视器上开设观察窗口显示放大了的微悬臂及激光光点。本发明克服了完全依靠肉眼观察微小的激光光点和微悬臂的困难，和外置的体视放大镜相比，可避免移动镜头寻找微小目标的麻烦。
18	确定膜污染致密程度的定量方法	CN200510111226.X	2005-12-08	CN1793834A	2006-06-28	靳强; 邵嘉慧; 何义亮; 吕剑; 张静云
一种环保技术领域的确定膜污染疏松程度的定量方法，包括以下步骤：切取已污染的膜片，尺寸范围1cm×1cm～10cm×10cm；采用原子力显微镜对已污染的膜表面进行扫描，得到膜表面的三维形貌，扫描面积范围5μm×5μm～250μm×250μm；通过对三维图表面进行分形计算，得到容量维数dv，容量维数dv大，表明污染质占据容间的能力大，膜污染的结构致密，相反则疏松。膜污染的容量维数dv在1～3之间。本发明在现有技术定量表征膜污染程度的基础上，定量表征了膜污染的结构特征，具体地说，定量表征了膜污染致密程度。本发明在克服膜污染的运行工艺策略选择上提供了简明而有效的判据。
19	原子力显微镜的光点跟踪装置	CN200410053442.9	2004-08-04	CN1249419C	2006-04-05	徐文东; 杨金涛; 吉小明
一种用于原子力显微镜针尖扫描的光点跟踪装置，其构成是：所述的激光杠杆：包括激光器，在激光器出射的平行光束的前进方向上有反射镜，该反射镜配有调节装置，在反射镜的反射光线G的前进方向上依次是聚焦透镜和微悬臂针尖，该聚焦透镜的中心和微悬臂针尖的背面顶端同处于光线G的光轴上，且微悬臂针尖的顶端位于聚焦透镜的焦点，在微悬臂针尖的反射光线H的前进方向上依次是成像透镜和两维可调的四象限光电探测器；一xy向扫描器和固定在该xy向扫描器上的z向扫描器形成所述的组合扫描器件；元器件模块化。本发明具有结构简单，各单元部件易于调整和更换，激光聚焦光点跟踪可靠的优点。
20	快速制备AFM 生物样品的方法	CN200410017432.X	2004-04-02	CN1677075A	2005-10-05	郭云昌; 吕军鸿; 胡钧; 李民乾
本发明提供了一种快速制备AFM生物样品的方法，包括以下步骤：1)将样品衬底固定在一转盘上；2)在前述衬底上滴加生物分子溶液；3)设定旋转时间，旋转转盘直至其自动停止；4)取下衬底，干燥，然后进行AFM观察成像。本发明通过调节转盘的转速和时间以及生物样品溶液的浓度和所加体积，可以很好的控制生物分子在衬底上分布的均匀程度。本发明的方法由于机械旋转方法的引入，使得生物分子的拉直变得异常简单快捷，大大减小人为因素对生物分子分散程度的影响，重复性很好，需样品量少，同时该方法可以同时制备多个AFM样品，做到批量生产。

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