輕敲模式原子力顯微鏡的優(yōu)化研究.pdf

1、該文就SPM的理論進(jìn)行了深入的研究和分析,對(duì)SPM的基本結(jié)構(gòu)以及每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié),并從SPM的理論出發(fā),在以前的激光力顯微鏡(LFM)的基礎(chǔ)上,重新設(shè)計(jì)了輕敲模式原子力顯微鏡.測(cè)量速度和精度定標(biāo)一直是困擾輕敲原子力顯微鏡的兩大問(wèn)題,為此我們首次結(jié)合相位檢測(cè)技術(shù)和表面形貌測(cè)量于一體,提出了一種新的表面形貌測(cè)量技術(shù):恒敲擊力控制反饋模型.由于探針樣品工作在輕敲模式,周期性的探針樣品接觸導(dǎo)致探針的振動(dòng)中包含了高次諧波分量,通過(guò)檢測(cè)它來(lái)

2、測(cè)量探針樣品間的敲擊力,從而控制探針振幅,使得敲擊樣品的力恒定,探針振幅的改變就反應(yīng)了表面的形貌.使用該方法不僅可以較高的提高探針樣品系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間,同時(shí)還可以通過(guò)干涉對(duì)振動(dòng)振幅的測(cè)量來(lái)直接獲得表面形貌的縱向定量值,為縱向定標(biāo)提出了一條新的思路.基于AFM系統(tǒng)的復(fù)雜性特點(diǎn),該文放棄了采用理論建模的方法對(duì)系統(tǒng)精度進(jìn)行分析,嘗試著從系統(tǒng)辨識(shí)的角度來(lái)對(duì)AFM的精度進(jìn)行了綜合,指出了AFM精度和分辨率的主要影響因素.最后我們利用自己研制的AFM