發(fā)布時間：2023-09-29 01:01

　　原子力顯微技術(shù)憑借其超高分辨率、實時成像、對樣品無損傷等優(yōu)勢,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于表面探測以及納米加工等領(lǐng)域。原子力顯微鏡通過感知探針與樣品之間的原子力的變化獲得樣品的表面形貌,精確探測微懸臂的偏移是原子力顯微鏡對樣品真實成像的需求。光束偏轉(zhuǎn)法憑借其靈敏度高、對微懸臂沒有力的作用等優(yōu)勢成為目前檢測微懸臂偏移的最常用方法。光束偏轉(zhuǎn)法為保證反射光的有效接收與探測,要求微懸臂有較高的反射率以及光源有較小的光斑尺寸,從而限制了其應(yīng)用范圍。針對光束偏轉(zhuǎn)法的缺陷,本文設(shè)計了基于平面法布里-珀羅干涉和球面法布里-珀羅干涉的微懸臂偏移檢測系統(tǒng),并搭建實驗平臺對系統(tǒng)的可行性進行了驗證。研究內(nèi)容如下:(1)系統(tǒng)闡述了原子力顯微鏡的工作原理,介紹了目前檢測微懸臂偏移的幾種方法,分析比較了它們的優(yōu)缺點。著重研究了目前最常用的光束偏轉(zhuǎn)法的檢測原理,分析了其檢測缺陷以及對原子力顯微鏡成像造成的假象。針對光束偏轉(zhuǎn)檢測法的缺陷,確立了采用基于法布里-珀羅干涉檢測微懸臂偏移的方案。(2)建立了基于平面法布里-珀羅干涉以及球面法布里-珀羅干涉的微懸臂檢測模型。仿真分析了伴隨著微懸臂偏移產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角對微懸臂檢測以及原子力顯微鏡...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 原子力顯微技術(shù)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 AFM微懸臂形變檢測方法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 原子力顯微探測的基本原理及方法
    2.1 AFM的基本結(jié)構(gòu)
        2.1.1 力傳感系統(tǒng)
        2.1.2 檢測及反饋系統(tǒng)
        2.1.3 掃描系統(tǒng)
    2.2 AFM的基本工作原理
    2.3 AFM的工作模式
        2.3.1 接觸模式
        2.3.2 非接觸模式
        2.3.3 輕敲模式
    2.4 AFM探測成像中的圖像偽跡
        2.4.1 針尖形貌引起的圖像偽跡
        2.4.2 掃描器引起的圖像偽跡
        2.4.3 光學(xué)干涉引起的圖像偽跡
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于F-P干涉的AFM微懸臂檢測系統(tǒng)的設(shè)計
    3.1 F-P干涉的基本原理
        3.1.1 平面F-P干涉
        3.1.2 球面F-P干涉
    3.2 基于F-P干涉檢測微懸臂的偏移
        3.2.1 AFM中微懸臂位移檢測及反饋
        3.2.2 F-P干涉儀腔長變化的解調(diào)
        3.2.3 基于F-P干涉檢測微懸臂偏移的方法
    3.3 基于F-P干涉的微懸臂檢測系統(tǒng)的設(shè)計
        3.3.1 基于F-P干涉的微懸臂檢測系統(tǒng)模型
        3.3.2 微懸臂初始角度的研究與設(shè)計
            3.3.2.1 微懸臂偏轉(zhuǎn)角對干涉光探測的影響
            3.3.2.2 微懸臂初始角度的設(shè)計
        3.3.3 腔鏡反射率的研究與設(shè)計
        3.3.4 光源的研究與選擇
    3.4 分析比較
    3.5 基于F-P干涉的檢測系統(tǒng)的AFM圖像偽跡
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于F-P干涉的微懸臂檢測系統(tǒng)的實驗
    4.1 實驗器材的選擇
    4.2 實驗過程
    4.3 實驗結(jié)果及分析
    4.4 基于F-P干涉的微懸臂檢測器的初步開發(fā)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間獲得與學(xué)位相關(guān)的科研成果目錄



本文編號：3848973