AFM納米鑷子激光測力系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、為了對納觀世界進(jìn)行更加清楚的認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮納米技術(shù)在材料、生物、醫(yī)學(xué)、信息等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新中的促進(jìn)作用，納米技術(shù)研究和納米制造裝備的研制成為各國科技競爭的焦點(diǎn)之一。而原子力顯微鏡（ Atomic Force Microscopy, AFM）是目前用于納米研究最重要的工具之一。其基本原理是通過檢測針尖與納觀世界的力交互作用，實(shí)現(xiàn)納米尺度的形貌檢測、納米材料特性表征，以及納米操作的精確控制。本文在國家自然科學(xué)基金計(jì)劃項(xiàng)目“納米結(jié)構(gòu)與器件跨尺度

2、三維操縱與互連的基礎(chǔ)研究”的支持下，自主開發(fā)了基于AFM原理的雙探針納米鑷子激光測力系統(tǒng)，并完成其精密標(biāo)定。
　　本文針對AFM納米鑷子在三維納米操作過程中力檢測與控制的需要，基于光學(xué)偏轉(zhuǎn)法力檢測的工作原理，設(shè)計(jì)了雙探針納米鑷子的激光測力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)充分考慮了激光測力系統(tǒng)各部分之間的相互干涉以及各部件對光路產(chǎn)生干涉，使其具有緊湊的空間結(jié)構(gòu)，較好的檢測精度和良好的操作性，并建立了該納米鑷子激光測力的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　另外，本文

3、設(shè)計(jì)了一種新型的用于AFM激光測力系統(tǒng)標(biāo)定裝置，采用該標(biāo)定裝置，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)納米鑷子激光測力系統(tǒng)的法向和側(cè)向靈敏度標(biāo)定。并采用了非線性標(biāo)定方法，補(bǔ)償光電位置檢測器非線性誤差，有效的拓寬了力檢測的線性范圍，可實(shí)現(xiàn)AFM納米鑷子在三維納米操作過程中精確的力檢測與控制。
　　最后，應(yīng)用該納米鑷子激光測力系統(tǒng)開展了樣品表面形貌掃描、探針與基底間的pull-off力和摩擦力檢測的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該測力系統(tǒng)能夠精確測量實(shí)驗(yàn)操作過程中探針