AFM單晶硅探針磨損的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2019-07-11 15:57
【摘要】:原子力顯微鏡(AFM)目前已經(jīng)成為納米科學(xué)領(lǐng)域重要的研究工具,已在表面科學(xué)、材料科學(xué)、表面化學(xué)、電化學(xué)、生物學(xué)、計(jì)量學(xué)等學(xué)科得到廣泛的應(yīng)用。由于其基本的工作原理是依據(jù)鋒利的針尖與樣品表面原子量級(jí)載荷的相互作用,來(lái)測(cè)量表面的納米量級(jí)高低變化,,而尖銳的針尖就會(huì)在掃描中產(chǎn)生一定量的磨損。這種磨損的發(fā)生,不但使得針尖的測(cè)量分辨率下降,而且還會(huì)給測(cè)量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果帶來(lái)誤差。因此,控制針尖在掃描工作中的磨損量、研究磨損的評(píng)價(jià)方法以及磨損對(duì)表面測(cè)量的影響就顯得尤為重要。本論文就圍繞這三方面進(jìn)行研究和分析。 首先,本論文研究了針尖磨損的評(píng)價(jià)方法。利用針尖掃描特定的幾何結(jié)構(gòu)——臺(tái)階結(jié)構(gòu),并借助傅里葉變換分析針尖半徑變化與仿真掃描結(jié)果頻譜的關(guān)系,定量地計(jì)算出針尖半徑的大。煌瑫r(shí),通過(guò)功率譜密度對(duì)各向同性的隨機(jī)表面進(jìn)行分析,定性的評(píng)價(jià)出針尖在掃描過(guò)程中的磨損程度。 其次,在敲擊模式下對(duì)影響針尖磨損的掃描參數(shù)進(jìn)行了工藝優(yōu)化研究。分析了探針在掃描測(cè)量中的進(jìn)給速度、掃描振幅、掃描速度及反饋增益對(duì)針尖磨損的影響,并結(jié)合探針敲擊振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)仿真,得出了在保證測(cè)量精度的前提下減小針尖磨損的最佳掃描方式。 最后,實(shí)驗(yàn)研究了針尖磨損對(duì)超精密加工工件表面測(cè)量的影響。選用不同磨損程度的針尖分別測(cè)量經(jīng)過(guò)超精密加工的工件表面形貌,并用表面粗糙度輪廓參數(shù)和功率譜密度評(píng)價(jià)相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果,得出針尖磨損對(duì)于評(píng)價(jià)表面質(zhì)量的影響。
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:TH742;TH117
本文編號(hào):2513280
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:TH742;TH117
【參考文獻(xiàn)】
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1 李芳;曹長(zhǎng)修;;基于DFT的信號(hào)幅值譜分析[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年04期
2 柯宏發(fā),楊俊,張耀輝,柳新民;用二維功率譜密度分析工程表面特征[J];工具技術(shù);1997年08期
3 閆永達(dá);尹大勇;費(fèi)維棟;孫濤;董申;;AFM針尖磨損機(jī)理研究進(jìn)展[J];航空精密制造技術(shù);2008年03期
4 于瀛潔,李國(guó)培;關(guān)于光學(xué)元件波面測(cè)量中的功率譜密度[J];計(jì)量學(xué)報(bào);2003年02期
5 張蓉竹,蔡邦維,楊春林,許喬,顧元元;功率譜密度的數(shù)值計(jì)算方法[J];強(qiáng)激光與粒子束;2000年06期
6 王曉平,劉磊,胡海龍,張琨;原子力顯微術(shù)輕敲模式中探針樣品接觸過(guò)程及相位襯度研究[J];物理學(xué)報(bào);2004年04期
7 樊康旗;賈建援;朱應(yīng)敏;劉小院;;原子力顯微鏡在輕敲模式下的動(dòng)力學(xué)模型[J];物理學(xué)報(bào);2007年11期
8 王艷霞,李艷寧,傅星,李正光,胡小唐;基于AFM的振幅曲線研究探針一樣品間的相互作用[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2003年S1期
本文編號(hào):2513280
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