輕敲模式下AFM快速掃描技術(shù)的研究
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《天津大學(xué)》 2008年
輕敲模式下AFM快速掃描技術(shù)的研究
蘇琪
【摘要】： 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,簡(jiǎn)稱AFM)作為納米技術(shù)研究的重要工具,其廣泛應(yīng)用支持和推動(dòng)著納米技術(shù)的飛速發(fā)展。從AFM發(fā)明至今,人們一直在致力于對(duì)原子力顯微鏡不斷的完善和使其成為更加通用的儀器的研究。傳統(tǒng)的AFM在輕敲模式下成像速度較低,限制了AFM對(duì)動(dòng)態(tài)過程的觀測(cè)能力。這主要是由于探針機(jī)械振動(dòng)響應(yīng)較慢及探針高頻機(jī)械振動(dòng)不穩(wěn)定性等因素造成的。提高AFM在輕敲模式下的掃描速度,有利于觀測(cè)到生物的動(dòng)態(tài)過程,對(duì)于完善原子力顯微鏡功能非常重要,并且將對(duì)生物等其他領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。 本論文通過對(duì)國內(nèi)外AFM快速掃描技術(shù)的研究,將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,分析了影響輕敲模式下AFM掃描速度的關(guān)鍵因素及其機(jī)理,并著重研究了AFM反饋帶寬對(duì)掃描速度的限制,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了探針諧振頻率及AFM參數(shù)設(shè)置對(duì)掃描速度影響的機(jī)理分析的準(zhǔn)確性,奠定了研究建立高速AFM系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。論文主要包括以下幾個(gè)方面: 1.依據(jù)AFM工作原理,提出了輕敲模式下AFM快速掃描技術(shù)的研究目的和意義,解釋了AFM掃描速度的基本概念,結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)在快速掃描方面的成果,理論分析了AFM快速掃描技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)本課題主要工作進(jìn)行了說明。 2.理論分析了探針掃描臺(tái)階上下沿的過程,討論了反饋系統(tǒng)成像帶寬、誤差信號(hào)飽和現(xiàn)象、探針振幅至電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換及AFM掃描參數(shù)等因素對(duì)AFM掃描速度的影響。 3.依據(jù)反饋系統(tǒng)基本原理,說明了AFM反饋系統(tǒng)的工作原理,分析了探針和驅(qū)動(dòng)器帶寬對(duì)AFM成像帶寬的限制機(jī)理,并結(jié)合反饋系統(tǒng)理論提出新型AFM反饋系統(tǒng)方案。 4.利用現(xiàn)有的Veeco公司的Multi-Mode原子力顯微鏡,實(shí)驗(yàn)分析了在輕敲模式下不同諧振頻率的AFM探針對(duì)掃描速度的影響,驗(yàn)證了探針諧振頻率影響AFM掃描速度理論分析的準(zhǔn)確性。 5.利用Multi-Mode原子力顯微鏡,設(shè)計(jì)了AFM參數(shù)設(shè)置對(duì)掃描速度影響的實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)分別分析了掃描頻率、設(shè)定值、比例增益、積分增益等AFM儀器參數(shù)與掃描速度的關(guān)系,驗(yàn)證了AFM參數(shù)設(shè)置影響掃描速度理論分析的準(zhǔn)確性。 6.通過對(duì)論文工作的總結(jié),對(duì)本論文下一步工作進(jìn)行了展望,主要包括分析樣品在液體中成像時(shí)AFM掃描速度影響,構(gòu)建AFM高速反饋系統(tǒng),結(jié)合高速反饋系統(tǒng)進(jìn)行帶寬分析等。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH742
【目錄】：
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【引證文獻(xiàn)】
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2 郝清霞;[N];中國包裝報(bào);2002年
3 記者 錢錚;[N];新華每日電訊;2008年
4 孝文;[N];江蘇科技報(bào);2009年
5 王力;[N];中國包裝報(bào);2003年
6 粵雯;[N];中國包裝報(bào);2004年
7 馮衛(wèi)東;[N];科技日?qǐng)?bào);2009年
8 本報(bào)記者 劉霞;[N];科技日?qǐng)?bào);2010年
9 楊燁;[N];人民公安報(bào);2003年
10 何屹;[N];科技日?qǐng)?bào);2011年
中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 章健;原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡功能性樣機(jī)[D];大連理工大學(xué);2005年
2 龍飛;基于原子力顯微鏡的高效率DNA納米操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2011年
3 伏霞;探針掃描式液相原子力顯微鏡技術(shù)及系統(tǒng)研制[D];浙江大學(xué);2011年
4 徐臨燕;納米梁諧振器的測(cè)試與表征方法研究[D];天津大學(xué);2009年
5 李立新;材料表面納米尺度力學(xué)及電學(xué)特性的原子力顯微鏡研究[D];燕山大學(xué);2006年
6 王飛;原子力顯微鏡微懸臂梁剛度測(cè)量研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年
7 金燕;原子力顯微鏡用于核酸相互作用的研究[D];湖南大學(xué);2004年
8 王永進(jìn);SOI光波導(dǎo)器件及其增透膜的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2005年
9 金陽;可德膠（Curdlan）多糖分子構(gòu)象及其衍生物的研究[D];上海交通大學(xué);2007年
10 徐宗偉;原子力顯微鏡碳納米管探針的制備及其檢測(cè)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年
中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 蘇琪;輕敲模式下AFM快速掃描技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2008年
2 黃飛程;CD_8~+T細(xì)胞表面受體分析和骨形態(tài)蛋白對(duì)人乳腺癌細(xì)胞的作用及機(jī)理研究[D];暨南大學(xué);2010年
3 李樹民;微懸臂梁品質(zhì)因數(shù)調(diào)控模塊研究[D];天津大學(xué);2007年
4 于淼;癌細(xì)胞納米力學(xué)性能測(cè)試方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年
5 牛頓;液相原子力顯微鏡懸臂梁動(dòng)態(tài)特性與成像分析[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年
6 張晶;納米材料表面形貌和粒徑的原子力顯微鏡研究[D];吉林大學(xué);2006年
7 張濤;原子力顯微鏡在材料和生命科學(xué)中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2008年
8 王宏霞;碳納米管操控加工的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2005年
9 劉濟(jì)春;IPC-208B型原子力顯微鏡的鏡體設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2005年
10 原劍;大掃描范圍原子力顯微鏡的研制[D];中國科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2006年
本文關(guān)鍵詞：輕敲模式下AFM快速掃描技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào)：246033
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