1、掃描電化學顯微鏡(簡稱SECM)是一種新型的掃描探針顯微鏡，自1986年被提出后便得到了迅速的發(fā)展。它基于電化學原理工作，驅動非常小的探針在靠近樣品處進行掃描，可測量微區(qū)內物質氧化或還原所給出的電化學電流，從而獲得對應的微區(qū)電化學和相關信息，目前可達到的最高分辨率為100納米。由于SECM具有化學靈敏性，不但可以研究導體和絕緣體表面的幾何形貌，而且可以分辨不均勻電極表面的電化學活性，對材料進行微米級加工等。 國外已經有商品化SE

2、CM儀器，但價格非常昂貴，而且不提供任何詳細線路圖，目前國內尚無生產此類儀器。本文主要研究SECM電子控制系統(tǒng)的兩個關鍵部分：微位移驅動工作臺和微電流檢測儀，為自主研制這一新型儀器提供技術準備。 本文選用壓電陶瓷微位移器作為驅動SECM探針的微定位工作臺，具有納米級的高定位精度。壓電陶瓷驅動電源是壓電陶瓷微位移器的關鍵部件，國內外已有大量研究，多采用分立器件，電路復雜。本文在分析了壓電陶瓷驅動電源的要求后，利用高精度高壓運算放大

3、器PA69設計了一種新的電壓控制型驅動電源，提高了電路集成度，并補償了輸入失調電壓。經實驗證明該電源能滿足SECM探針驅動中微定位的控制需要，具有精度高、電路簡單、可靠性強的特點。 SECM實驗中需要同時控制兩個工作電極的電位，且工作電極上產生的微電流信號極其微弱(一般在納安級甚至更小)很難采集和識別。本文在現有的研究基礎上，提出并設計了一種參考電極虛地的雙恒電位儀，兩個工作電極的電位控制電路完全對稱，從而簡化了電路設計，提高了

4、電路的抗干擾性。在微電流檢測上通過在反饋回路中串一個電阻器采集電流信號，并用儀表放大器AD620差動測量電阻兩端的電壓，實驗證明該電路較好的滿足了微電流信號的檢測要求，克服了現有一些儀器靈敏度越高穩(wěn)定性越差的弊端。 SECM的儀器控制部分采用32位嵌入式ARM微控制器LPC2138實現，設計了16位的程控電壓源來控制壓電陶瓷驅動電源和雙恒電位儀，16位的AD數據采集電路實現對微電流信號的采集。同時設計了一個基于CP2102的US