發(fā)布時間：2024-02-02 21:20

　　雙模原子力顯微技術(shù)在形貌和材料特性的同時測量方面得到了廣泛應(yīng)用,通過改變探針形狀或傳感方式以獲得更好的信噪比及靈敏度,是雙模原子力顯微技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。與直接將針尖粘連在音叉臂上的傳統(tǒng)音叉探針相比,新型音叉探針借助將長而軟的U型懸臂梁對稱粘在音叉兩臂上的特殊結(jié)構(gòu),保留了高靈敏度、高品質(zhì)因數(shù)的優(yōu)點,降低了探針的剛度,避免了掃描過程中對較軟樣品造成損壞。然而新型音叉探針由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其工作原理分析困難,限制了其應(yīng)用范圍。本文研究了新型音叉探針用于雙模原子力顯微鏡的基本原理,搭建了基于該探針的雙模原子力顯微測試系統(tǒng),實現(xiàn)了多種工作模式并進行了比較,完成了樣品的掃描成像及針尖樣品間耗散功率的定量分析。主要完成工作如下:1、綜述了雙模原子力顯微技術(shù)的發(fā)展過程、存在的問題以及基本原理;分析了將石英音叉探針用于雙模原子力顯微鏡的優(yōu)勢和難點,說明了新型音叉探針的優(yōu)勢,探討了以其替代傳統(tǒng)懸臂梁探針的可行性。2、設(shè)計并搭建了雙模原子力顯微測試系統(tǒng),確定了測量參數(shù);研究了測試系統(tǒng)中寄生電容的形成原因、影響及減弱其影響的方法;測量了環(huán)境溫度對探針諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的影響;分析并選擇了形貌成像的最佳工作模...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1商業(yè)化原子力顯微鏡

認為“納米科技已成為許多國家提升核心競爭力的戰(zhàn)略選擇，有望實現(xiàn)跨越式發(fā)展的領(lǐng)域之一”。納米尺度表征與度量學(xué)作為其中重目之一，是推動納米技術(shù)發(fā)展的重要力量。常用的納米尺度表征與度量器，包括：激光干涉技術(shù)、掃描探針顯微技術(shù)、掃描電子顯微鏡、透射鏡、共焦激光掃描顯微鏡、納米坐標(biāo)測量技術(shù)....

圖1-3Hamaker常數(shù)成像

圖1-3Hamaker常數(shù)成像[19]圖1-4亞表面結(jié)構(gòu)成像[21][22]

圖1-4亞表面結(jié)構(gòu)成像

圖1-4亞表面結(jié)構(gòu)成像[21][22]圖1-5液體環(huán)境三維成像[23][24]除了力學(xué)特性的測量，多頻原子力顯微技術(shù)在材料電學(xué)、磁學(xué)特性測量中也用，尤其是只需要一次掃描過程，通過分析高頻信息，即可獲得電學(xué)、磁學(xué)

圖1-5液體環(huán)境三維成像

4圖1-5液體環(huán)境三維成像[23][24]了力學(xué)特性的測量，多頻原子力顯微技術(shù)在材料電學(xué)、磁學(xué)特性測量中，尤其是只需要一次掃描過程，通過分析高頻信息，即可獲得電學(xué)、磁

本文編號：3893185