一种简单的小尺寸低电压大范围平面扫描的STM扫描器

　　在普通的STM中，X，Y的扫描大都采用单压电陶瓷管扫描器。为了获得大的扫描范围。一般是将扫描管加长或提高扫描电压。但它要带来几个问题:扫描管太长，就得增大STM的尺寸，势必使它的刚性下降。扫描管是一个整体，X与Y的扫描互相牵扯，即使增大电压，扫描范围不可能作得很大。另外，针尖的扫描面为一球面而不是平面。为此，我们制作了一种简单的小尺寸低电压大范围平面扫描的压电陶瓷双晶片扫描器，基本克服了上述的困难。它是由两个的长条形双晶片互相垂直呈L形固定在一个角形的基座上。同时也将厚度约0.2mm，同样长宽的磷铜片也呈L形固定在两个双晶片的自由端上，整个组件为一正方形的框架结构，针尖固定在磷铜片中央直角顶端如图1所示。在士90vF，XY的扫描范围可达士料m(图2)。根据实验测定，该扫描器的共振频率为250Hz(图3)。XY正交扫描的最大偏离为土0.3度。针尖的扫描完全处在X-Y平面内。

　　如果将边长减半12.5mm，在士90伏的电压下，仍能得到士25um的扫描范围，共振频率也可以提高到IKHzo.

　　作者：李成基*姚骏恩(中科院北京电镜实脸室 中科院半导体所*)