基于qPlus技術的原子力顯微鏡測頭及其校準方法的研究.pdf

1、原子力顯微鏡作為掃描探針顯微鏡家族的一員，憑借檢測對象廣泛、適應環(huán)境強及超高的分辨率等優(yōu)勢成為納米技術研究和加工制造生產中最重要的工具，被廣泛地應用于物理、電化學、材料、生物醫(yī)學、納米計量等各個領域。隨著科學的發(fā)展，qPlus技術是當前掃描探針顯微鏡研究領域中最熱點的技術。
　　本文對于“基于qPlus技術原子力顯微鏡測頭”的研究，主要從以下幾個方面內容具體展開：一、原子力顯微鏡測頭的結構設計，選用石英音叉作為壓電微懸臂，結合機械

2、剪切鉑銥合金線制作的探針構成qPlus原子力顯微鏡的探針系統(tǒng)，利用壓電陶瓷為探針系統(tǒng)提供外部激勵；二、前置放大電路的設計，通過電流電壓轉換電路及寄生電容補償電路，成功地拾取了壓電音叉探針系統(tǒng)工作時的微弱電流信號；三、測頭激勵和檢測信號解調的研究，采用集成數(shù)字式鎖相放大器可以同時實現(xiàn)激勵供給和信號解調，提高了系統(tǒng)的集成性；四、系統(tǒng)性能的測試，經過掃頻、力曲線及分辨率的實驗，驗證了所研制qPlus原子力顯微鏡測頭的線性工作區(qū)域約為50 nm