自制扫描隧道显微镜【一】

自制一个扫描隧道显微镜【一】

在B站上看到的超牛UP,采用3D打印技术制作了一个扫描隧道显微镜,并测到了石墨的原子结构。项目已经开源了,看完后按耐不住躁动的心,准备复刻一个,目前完成度50%,由于条件限制,有些工作开展的比较费劲,希望能够完成吧。

UP@机械小熊猫 扫描得到的石墨原子结构(实际应该是电子云密度):

石墨原子结构

下面是我目前的进度。

主要解决三大块内容:要完成纳米级精度扫描要求的扫描台、处理pA级电流的前置放大电路与控制电路、固件程序与软件开发。

3D打印的主体和减震平台

整体模型

3D打印零件

组装零件、安装紧固件、贴铝胶带、固定电机

扫描台主体

减震平台

斥巨资买了四个索雷博的精细调节螺丝,与步进电机结合可以达到微米级精度的控制。

精细调节螺丝

买的FAS100 搭配四个铜套:

FAS100

铜套

手工焊接扫描头

采用压电陶瓷片提供纳米级精度的控制:

压电陶瓷片

压电陶瓷拆分成四部分,可以进行面扫描:

压电陶瓷拆分

扫描头由拆开的DIP引脚焊接而成。

定做前置放大器和控制电路

(开源文件里没有物料表,所以我将PCB中的所有元器件进行了重新标记,参考了另一位大神的开源资料扫描隧道显微镜OpenSTM - 立创开源硬件平台。前置放大器参考了Dan Berard提供的开源板,详情参考Dan Berard的网站。)

控制电路DAC部分

控制电路PCB

前置放大器

小的是前置放大器、大的是控制电路:

前置放大器和控制电路

固件与软件

(这部分全部用的开源代码,看了很久,大概了解怎么跑起来的了。)

teensy4.1单片机搭配Adurino IDE

控制界面采用python+tkinter

接下来要连接各部分的线路,有后续再更新。


自制扫描隧道显微镜【一】
http://example.com/2025/03/12/自制扫描隧道显微镜【一】/
作者
DABAI MENG
发布于
2025年3月12日
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