【摘要】：微懸臂梁探針是基于原子力顯微鏡(AFM)的微納尺度力學(xué)測(cè)試中重要的力傳感元件,其彈性常數(shù)的準(zhǔn)確程度直接影響力學(xué)測(cè)量結(jié)果的可靠性。但是,目前已有的眾多標(biāo)定微懸臂梁探針彈性常數(shù)的方法都有各自的局限性,且準(zhǔn)確性各異,因此需要對(duì)各種方法進(jìn)行對(duì)比來(lái)選擇出最佳方法。選取三種商用懸臂梁探針利用本實(shí)驗(yàn)室搭建的基于天平法的可溯源微懸臂梁探針彈性常數(shù)標(biāo)定儀對(duì)其法向彈性常數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,之后再將相同懸臂梁用三種常用標(biāo)定方法(尺寸參數(shù)法,Sader法,熱噪聲法)進(jìn)行再次標(biāo)定。對(duì)不同方法測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,分析并詳細(xì)討論每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)與適用范圍。結(jié)果表明相比于其他方法,微懸臂梁探針彈性常數(shù)標(biāo)定儀(天平法)可測(cè)范圍廣,精度高,可溯源,可成為精確標(biāo)定各種懸臂梁探針彈性常數(shù)的最佳方法之一。
[Abstract]:Micro-cantilever beam probe is an important force sensor in micro-and nano-scale mechanical measurement based on atomic force microscope (AFM). The accuracy of elastic constant directly affects the reliability of mechanical measurement results. However, there are many methods to calibrate the elastic constant of micro-cantilever beam probe, which have their own limitations and different accuracy. Therefore, it is necessary to compare the various methods to select the best method. Three kinds of commercial cantilever beam probes are selected to calibrate the normal elastic constants of the microcantilever beam probes based on the balance method, which is built in our laboratory, and is used to calibrate the normal elastic constants of the microcantilever beam probes, which can be used to calibrate the normal elastic constants. Then the same cantilever beam is calibrated again by three kinds of calibration methods (size parameter method, Sader method and thermal noise method). The measurement results of different methods are compared, and the advantages and disadvantages of each method are analyzed and discussed in detail. The results show that compared with other methods, the microcantilever probe elastic constant calibrator (balance method) has the advantages of wide measuring range, high precision and traceability. It can be one of the best methods to accurately calibrate the elastic constants of various cantilever beam probes.
【作者單位】： 天津大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61204117)
【分類(lèi)號(hào)】：TH742;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2455869