本文關(guān)鍵詞：高通量電磁學(xué)表征技術(shù)及其儀器化

  更多相關(guān)文章： 近場掃描衰逝顯微鏡 同軸諧振腔 微波仿真 介電常數(shù)測試

【摘要】：材料科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的復(fù)雜的系統(tǒng)科學(xué),迄今為止,材料的研發(fā)速度很大程度上決定于實(shí)驗(yàn)通量。傳統(tǒng)“試錯(cuò)法”的實(shí)驗(yàn)每次只能處理單個(gè)或有限個(gè)數(shù)樣品,效率低下,研發(fā)周期長,不符合當(dāng)今的科技發(fā)展速度,采用高通量的方法進(jìn)行組合材料的研發(fā),可以加速組合材料的篩選。電磁響應(yīng)材料在工業(yè)中有著極其重要的作用,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要求的提高,電磁響應(yīng)材料的發(fā)展趨勢是阻抗匹配性好、頻段寬、厚度薄、密度低。使用高通量對電磁響應(yīng)材料進(jìn)行篩選,篩選包含了組合材料制備和表征,制備和表征在材料的篩選中兩者缺一不可。本文對電磁響應(yīng)材料表征技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行了一定的研究。由于介電材料在不同的頻段內(nèi)表現(xiàn)出的特性也不相同,并且介電材料一般是在微波波段使用,只能使用微波對其表征,由于衍射極限的限制,如果使用遠(yuǎn)長波時(shí),其空間分辨率很難得到提高。本文首先選定了使用近場掃描的方法對介電材料樣品進(jìn)行表征,首先調(diào)研了近場掃描顯微鏡的演變,比較了各種不同結(jié)構(gòu)探測裝置的優(yōu)缺點(diǎn),最后確定使用底部開端的同軸諧振腔來對樣品進(jìn)行測試。首先讓諧振腔處于諧振狀態(tài),然后通過同軸諧振腔內(nèi)導(dǎo)體上面安置的探針和樣品進(jìn)行電磁耦合作用,當(dāng)探針和樣品在近距離逐步接近或者是接觸的時(shí)候,諧振腔的等效阻抗將會(huì)發(fā)生變化。通過檢測裝置記錄諧振腔諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的改變量,利用準(zhǔn)靜態(tài)物理等效模型進(jìn)一步計(jì)算出材料的介電常數(shù)等相關(guān)參數(shù)。本文首先仿真設(shè)計(jì)了1.5GHz頻率的諧振腔,并且設(shè)計(jì)了探針一樣品之間的距離控制方案。最后搭建了簡易的近場掃描衰逝顯微鏡,然后通過白寶石介電常數(shù)的測試驗(yàn)證了這種距離控制方案的可行性。近場掃描衰逝顯微鏡對介電材料高效的表征,會(huì)加速電磁響應(yīng)材料的篩選。從而為中國的工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：近場掃描衰逝顯微鏡 同軸諧振腔 微波仿真 介電常數(shù)測試
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB302.5;TH742
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 掃描顯微鏡介紹10
• 1.2 近場顯微鏡的發(fā)展10-11
• 1.3 近場掃描微波顯微鏡介紹11-17
• 1.3.1 現(xiàn)階段近場掃描微波顯微鏡技術(shù)12-15
• 1.3.2 近場掃描衰逝微波顯微鏡探針和樣品之間的距離控制15-17
• 1.4 實(shí)驗(yàn)裝置17-20
• 第二章 微波諧振腔20-29
• 2.1 微波諧振腔介紹20
• 2.2 同軸結(jié)構(gòu)中的TEM波表達(dá)式20-21
• 2.3 TEM波在同軸結(jié)構(gòu)中的模型21-24
• 2.4 同軸諧振腔中TEM波的品質(zhì)因數(shù)24
• 2.5 開端同軸腔的模式24-25
• 2.6 諧振器的耦合25-26
• 2.7 像電荷發(fā)對SNMM校正和對介電常數(shù)定量計(jì)算26-29
• 第三章 近場掃描衰逝微波顯微鏡探針制備29-34
• 3.1 探針制作實(shí)驗(yàn)29-32
• 3.2 電化學(xué)腐蝕法工作原理32-34
• 第四章 諧振腔的仿真與制作34-46
• 4.1 諧振腔的微波環(huán)境仿真34-38
• 4.2 腔體的優(yōu)化與加工38-46
• 第五章 關(guān)鍵機(jī)械部件的設(shè)計(jì)46-51
• 5.1 角度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施46-48
• 5.2 樣品臺(tái)48-51
• 第六章 白寶石介電常數(shù)測試51-60
• 6.1 諧振曲線擬合51-52
• 6.2 使用金對針尖直徑的擬合52-60
• 第七章 總結(jié)與展望60-61
• 7.1 總結(jié)60
• 7.2 后續(xù)工作展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 附錄A65-67
• 攻碩期間取得的研究成果67

【相似文獻(xiàn)】

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