納米科技在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中起著越來越重要的作用,納米科技的發(fā)展離不開高分辨表面分析工具的發(fā)展,原子力顯微鏡憑借其超高分辨率成為研究納米科技的有力工具,在各領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,其不僅可以用于物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)、表面摩擦學(xué)和材料力學(xué)、電學(xué)性能的研究,還可以用于原子操縱、物質(zhì)的納米級(jí)加工等。納米定位平臺(tái)是原子力顯微鏡的核心部件,其直接決定了原子力顯微鏡的分辨率性能,本文就原子力顯微鏡納米級(jí)定位平臺(tái)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)行程與納米級(jí)精度、剪切型位移平臺(tái)壓電驅(qū)動(dòng)電路和測試技術(shù)等做了一系列的研究,主要進(jìn)行了以下研究:在分析原子力顯微鏡和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器原理的基礎(chǔ)上,提出了納米定位平臺(tái)的總體設(shè)計(jì),該平臺(tái)集剪切型壓電位移平臺(tái)與壓電陶瓷掃描器為一體,對(duì)剪切型壓電位移平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)其模型進(jìn)行了靜力學(xué)與模態(tài)分析,對(duì)其位移、應(yīng)力、應(yīng)變與固有頻率方面進(jìn)行驗(yàn)證;根據(jù)掃描要求,對(duì)壓電陶瓷掃描器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì),對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)分析,保證其工作頻率滿足設(shè)計(jì)要求。為保證位移的精度及性能,對(duì)壓電陶瓷組的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,設(shè)計(jì)一款輸出性能穩(wěn)定,電壓精度高的壓電驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)系統(tǒng)性能要求進(jìn)行總體設(shè)計(jì)與參數(shù)確定,對(duì)交流轉(zhuǎn)直流電路、頻率可調(diào)...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 原子力顯微鏡研究現(xiàn)狀
        1.2.2 納米位移平臺(tái)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)
第二章 原子力顯微鏡與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器
    2.1 AFM工作原理
        2.1.1 AFM的工作模式
        2.1.2 探針與樣品間的相互作用力
        2.1.3 頻率變化與探針樣品間相互作用力的關(guān)系
    2.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器基本理論
        2.2.1 壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)
        2.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的工作原理
        2.2.3 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的特性
第三章 納米級(jí)定位平臺(tái)的設(shè)計(jì)與仿真分析
    3.1 納米級(jí)定位平臺(tái)總體設(shè)計(jì)
    3.2 剪切型壓電位移平臺(tái)的設(shè)計(jì)
        3.2.1 剪切型壓電位移平臺(tái)的工作原理與設(shè)計(jì)
        3.2.2 剪切型壓電位移平臺(tái)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析
    3.3 壓電陶瓷掃描器的設(shè)計(jì)
        3.3.1 壓電陶瓷掃描器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.2 壓電陶瓷掃描器模態(tài)分析
第四章 壓電驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與分析
    4.1 壓電驅(qū)動(dòng)器總體方案分析
        4.1.1 壓電驅(qū)動(dòng)器總方案
        4.1.2 壓電驅(qū)動(dòng)器參數(shù)確定
    4.2 交流轉(zhuǎn)直流電路設(shè)計(jì)與仿真
        4.2.1 交流轉(zhuǎn)直流總體設(shè)計(jì)
        4.2.2 交流轉(zhuǎn)直流電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 交流轉(zhuǎn)直流濾波穩(wěn)壓方法驗(yàn)證
    4.3 鋸齒波信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)與仿真
        4.3.1 鋸齒波生成器設(shè)計(jì)
        4.3.2 鋸齒波信號(hào)發(fā)生器仿真驗(yàn)證
    4.4 信號(hào)放大器設(shè)計(jì)與仿真
        4.4.1 高壓信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)
        4.4.2 高壓信號(hào)放大器仿真驗(yàn)證
第五章 測試技術(shù)研究
    5.1 納米級(jí)定位平臺(tái)性能測試
    5.2 集成化測試技術(shù)研究
        5.2.1 探針與樣品的處理
        5.2.2 剪切型位移平臺(tái)性能分析
        5.2.3 壓電掃描器性能試驗(yàn)分析
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步工作建議
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3748712