發(fā)布時(shí)間：2021-07-08 17:46

　　近年來,顯微拉曼光譜技術(shù)與原子力顯微技術(shù)逐漸發(fā)展成熟,商用化、科研級(jí)的顯微拉曼光譜儀與原子力顯微鏡迅速推廣,成為了微納尺度實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究的重要手段。然而,基于現(xiàn)有的顯微拉曼光譜與原子力顯微科研儀器開展微納尺度復(fù)雜力學(xué)問題的精細(xì)測(cè)量與精準(zhǔn)表征,仍然存在一些局限和難點(diǎn)。特別是,由于現(xiàn)有系統(tǒng)往往基于整體化設(shè)計(jì),系統(tǒng)開放度低且測(cè)量構(gòu)型固定,使其普遍欠缺對(duì)力學(xué)加載夾持裝置的擴(kuò)展能力,也難以給出多樣性的幾何與偏振構(gòu)型以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)分析。針對(duì)這些問題,本文設(shè)計(jì)研制了模塊化的顯微拉曼系統(tǒng)和全開放的原子力顯微鏡系統(tǒng),并開展了二者聯(lián)用儀器的研究。本文設(shè)計(jì)研制了模塊化的顯微拉曼系統(tǒng)。該系統(tǒng)的觀察光路可以實(shí)現(xiàn)樣品表面的白光照明及顯微成像,激光光路可以實(shí)現(xiàn)入射激光的聚焦、散射信號(hào)的收集和傳遞。該系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)緊湊,整體重量較輕,空間位置易于調(diào)整,不僅能夠作為獨(dú)立的顯微拉曼系統(tǒng)進(jìn)行拉曼力學(xué)測(cè)量,還能夠從空間任意角度介入其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)用。穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和單晶硅單軸壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和測(cè)量準(zhǔn)確性。本文設(shè)計(jì)研制了全開放式原子力顯微鏡系統(tǒng),可以通過對(duì)針尖Z方向的掃描控制以及對(duì)樣品臺(tái)X、Y方向的掃... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 顯微拉曼系統(tǒng)
        1.2.2 掃描探針顯微鏡
        1.2.3 針尖增強(qiáng)拉曼發(fā)展研究現(xiàn)狀
        1.2.4 現(xiàn)有測(cè)量手段的局限性
    1.3 本文主要工作
第二章 拉曼光譜儀、AFM系統(tǒng)及其聯(lián)用系統(tǒng)
    2.1 顯微拉曼光譜儀工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.1 拉曼散射基本原理
        2.1.2 顯微拉曼光譜儀基本結(jié)構(gòu)
    2.2 原子力顯微鏡工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.1 AFM系統(tǒng)基本原理及工作模式
        2.2.2 AFM系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)
    2.3 針尖增強(qiáng)拉曼系統(tǒng)基本原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.3.1 TERS基本原理
        2.3.2 TERS系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 模塊化顯微拉曼系統(tǒng)
    3.1 半英寸籠式顯微拉曼外光路子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.1.1 觀察光路設(shè)計(jì)
        3.1.2 信號(hào)光路設(shè)計(jì)
    3.2 模塊化顯微拉曼系統(tǒng)光譜記錄與分析
    3.3 模塊化顯微拉曼系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 單晶硅單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 全開放式原子力顯微鏡的設(shè)計(jì)研制
    4.1 FO-AFM系統(tǒng)光路模塊設(shè)計(jì)
        4.1.1 觀察光路設(shè)計(jì)
        4.1.2 激光光路設(shè)計(jì)
    4.2 FO-AFM位移機(jī)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)
    4.3 FO-AFM控制及反饋模塊
    4.4 FO-AFM的標(biāo)樣測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 顯微拉曼與AFM聯(lián)用系統(tǒng)的搭建與標(biāo)定
    5.1 FO-AFM的改進(jìn)設(shè)計(jì)
        5.1.1 FO-AFM主體結(jié)構(gòu)固定方式的設(shè)計(jì)
        5.1.2 FO-AFM探針位移機(jī)構(gòu)后置
    5.2 拉曼外光路模塊聯(lián)用位移機(jī)構(gòu)及介入角度的設(shè)計(jì)
    5.3 聯(lián)用系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與隔振設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 工作總結(jié)及展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]針尖增強(qiáng)拉曼光譜術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵[J]. 王瑞,郝鳳歡,張明倩,王佳,郁鑒源,田芊.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2010(03)
[2]AFM針尖磨損機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 閆永達(dá),尹大勇,費(fèi)維棟,孫濤,董申.  航空精密制造技術(shù). 2008(03)
[3]拉曼光譜技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 伍林,歐陽兆輝,曹淑超,易德蓮,孫少學(xué),劉峽.  光散射學(xué)報(bào). 2005(02)
[4]掃描探針顯微鏡的研究[J]. 趙政,丁建寧,許路寧.  機(jī)械制造. 2005(02)
[5]近場(chǎng)拉曼光譜實(shí)驗(yàn)裝置及CVD金剛石膜的近場(chǎng)拉曼光譜[J]. 王晶晶,閻宏,鄧宇俊,李紅東,張玉峰,張帆,夏宗炬,高巧君,鄒英華.  光散射學(xué)報(bào). 2001(01)

博士論文
[1]表面等離子體增強(qiáng)效應(yīng)下的熒光顯微成像研究及應(yīng)用[D]. 陳耿旭.華東師范大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3272040