液橋形成與破碎的動力學過程研究.pdf

1、原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)以針尖-樣品之間的相互作用力作為成像信號，打破了傳統(tǒng)光學顯微鏡最高放大倍數(shù)受光波波長限制的局面，其掃描圖像的最高分辨率可達0.01nm，撬開了微納米世界的大門。但是在大氣環(huán)境下，AFM針尖與樣品間會形成液橋。液橋引起的毛細力會影響微懸臂梁的變形，從而引起高度像失真。另外，AFM輕敲模式下，針-樣分離拉伸液橋直至破碎產(chǎn)生的耗散能也影響著相位像的成像質(zhì)量。為了剔除液橋引起

2、的贗像，本文研究了針-樣間液橋形成與破碎的動力學過程。
　　本文首先提出了針-樣間液橋形成的三種機理，即液膜擠出、水氣凝結(jié)和液膜流動。在相對濕度65％的條件下，用數(shù)值模擬的方法分別計算了液膜擠出、水氣凝結(jié)和液膜流動三種液橋形成機理的特征平衡時間和液橋體積。從特征時間的角度討論了AFM不同工作模式下的液橋生成特點。其次，力學和熱力學的角度分別數(shù)值計算了液橋拉伸過程中的毛細力和液橋破碎引起的耗散能，兩種不同的方法得出了較為一致的結(jié)論，