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文檔簡介
1、原子力顯微鏡(AFM)作為納米檢測技術(shù)的基本工具之一,已經(jīng)在研究納米尺度物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性方面取得了令人驚嘆的發(fā)展,但是隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展以及對(duì)精密測量和定位技術(shù)的要求越來越高,要求AFM具有更高的空間分辨率,更快的掃描速度,和更好的抗干擾能力。依據(jù)AFM工作的基本原理,我們自行設(shè)計(jì)和研制了讓懸臂可以工作于不同振動(dòng)模態(tài)的多模態(tài)原子力顯微鏡系統(tǒng)。論文主要介紹了已經(jīng)完成的幾項(xiàng)工作內(nèi)容:
1、完成了多模態(tài)AFM的控制軟件的編寫,主
2、要包括掃頻軟件設(shè)計(jì)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)、探針-試樣自動(dòng)逼近以及力曲線測試軟件設(shè)計(jì)、PI參數(shù)測試軟件設(shè)計(jì)、三維掃描成像軟件設(shè)計(jì)以及臺(tái)階測試軟件設(shè)計(jì)等。這部分也是多模態(tài)AFM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。
2、完成了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì),包括原理圖的繪制,PCB的繪制、加工以及焊接。
3、以自制的多模態(tài)AFM為研究對(duì)象,分析了影響AFM掃描速度的主要因素,對(duì)系統(tǒng)各模塊的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了分析、測試,并通過實(shí)驗(yàn)證明了二階諧振模態(tài)
3、下的AFM系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間明顯小于一階諧振模態(tài),即在二階諧振模態(tài)下AFM的掃描速度比在一階諧振模態(tài)下要快。
4、對(duì)光柵試樣同一區(qū)域表面形貌分別用一階、二階諧振模態(tài)進(jìn)行了掃描測試,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同條件下,二階諧振模態(tài)AFM的掃描速度約為一階掃描的3.3倍,而且由力曲線和臺(tái)階測試可以得到,二階諧振模態(tài)下AFM的Z向分辨率高于一階諧振模態(tài)。
通過理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式,分析AFM工作在高階諧振狀態(tài)下的作用機(jī)理和關(guān)鍵因素
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