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