測量探針作用力的幾種提取方法比較

1、測量探針作用力的幾種提取方法比較測量探針作用力的幾種提取方法比較摘要：摘要：作為直接測量微小表面結構的探針，原子力型探針已經廣泛的應用于檢測的各個領域。探針與表面的相互作用力可以通過振動參數的測量進行求解。本文介紹了兩種求解方法，計算了其中一種方法在給定作用力下的求解誤差分析了計算時的影響誤差因素。關鍵詞：關鍵詞：探針；作用力；振動ComparisonofMethodsfExtractingInteractionFcesofMeasur

2、ingProbeAbstract:Atomicfceprobehasbeenwidelyusedinvariousfieldsasadirectmeasurementofsurfaceoftinystructure.Interactionfcesonthesurfaceoftheprobecanbesolvedbymeasuringparametersofthevibration.Thisarticleintroducestwometh

3、odsofsolvingtheInteractionfces.Theerrwascalculatedinagiveninteractionfcewithoneofthemethodsfactswasanalyzedduringthecalculation.KeyWd:ProbeInteractionFceVibration1介紹隨著測量結構的越來越小型化以及表面形貌越來越精密，不僅要求要求接觸測量而且測量力也要求越來越小。當接觸面積一定

4、的情況下，然而探針與表面相互作用力在很大程度上衡量測量是否破壞表面的參數。同時，作用力的不同也能為我們提供表面屬性的變化[1]。原子力型探針為我們提供了一種納米級測量的手段。其動態(tài)測量模式可以有三個參數可以進行測量：幅值、相位和頻率。由于探針和測量表面不是線性作用，所以動態(tài)模式測量下的參數變化也是非線性的[2]。這給測量帶來比較大的困難。一般測量只是將探針和測量表面的作用作為一個狀態(tài)指示器。給動態(tài)測量模式的三個變量中的一個的設定值，一旦

5、狀態(tài)改變反饋值不等于設定值，有控制系統(tǒng)驅動其他部件運動使狀態(tài)恢復，記錄下的部件運動即為測量值。當需要提取探針作用力的隨接近距離連續(xù)變化的形式就必須進行對動態(tài)測量參數進行連續(xù)檢測，而不僅僅是工作在某個狀態(tài)。2動態(tài)測量參數隨接觸距離的變化探針的自由振動可以看做是懸臂梁的彎曲振動。探針運動可以由四階偏微分方程描述[3]。在一定頻率的激勵下，振動可以等效為一維振子的運動[4]。MERGEFMAT(4)12321()()()()2zFxzBFdx

6、xzka???????MERGEFMAT(5)13212()()(())2()zdzdzFxBzkadxxz?????????關于算子的迭代方程ABMERGEFMAT(6)11()()(()(())nnnFxFxBzAFx??????迭代方程始終收斂。另一種方法利用拉氏變換[8]MERGEFMAT(7)0()()exp()Fzftztdt????則式MERGEFMAT(1)可以表示為MERGEFMAT(8)??1211()()exp((

7、1))1resuzLftautduaku?????????????交換積分和線性算子MERGEFMAT(9)????11211()()exp((1))1uLzftautduaku??????????MERGEFMAT(10)????11121()()exp()1atftakLzueautduu??????????進行拉普拉斯變換MERGEFMAT(11)??????11121()()()1exp()1atFzLftakLLzueautd