計量型掃描電鏡納米微位移臺的振動分析研究.pdf

1、掃描電子顯微鏡（SEM）是一種能夠有效地分析樣品表面形貌和顯微結(jié)構(gòu)的電子光學(xué)儀器，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類高科技的研究當(dāng)中。雖然通常的掃描電子顯微鏡具有納米分辨力的成像能力，但是由于它不具備可溯源計量儀器的功能，不能對被測樣品進行精準的尺度測量。因此，將掃描電鏡進行適當(dāng)?shù)母难b，同時采用新的掃描成像方法，讓其具備可溯源的計量功能，而不僅僅是一種觀察工具，成為掃描電鏡性能改進方面在未來發(fā)展的一種趨勢。計量型掃描電鏡在這種趨勢下應(yīng)運而生，可溯源

2、計量型掃描電鏡是采用電子束掃描位置固定不動，而移動工作臺使電子束相對樣品做柵格式掃描成像，利用激光干涉儀對往復(fù)運動掃描樣品的樣品臺做測量反饋，可以精確地進行納米尺度的計量，從而實現(xiàn)可溯源到國際單位米定義的掃描成像方法。由于承載被測樣品的納米微位移工作臺在做往復(fù)式掃描運動的過程中，可能會由于高速運動產(chǎn)生一定的耦合振動，要得到精確的尺寸測量，必須有性能良好的納米微位移臺系統(tǒng)。因此，提高納米微位移臺和支撐機構(gòu)的抗振能力對于計量型掃描電鏡系統(tǒng)的

3、搭建起到舉足輕重的作用。
　　通過圍繞計量型掃描電鏡系統(tǒng)中的納米微位移臺支撐結(jié)構(gòu)，主要完成以下幾方面的工作：
　　考慮計量型掃描電鏡的功能結(jié)構(gòu)，針對德國蔡司公司掃描電鏡（Merlin）樣品臺支撐結(jié)構(gòu)，我們對其進行了結(jié)構(gòu)改造，該研究通過ANSYS有限元軟件來對改造前后的支撐結(jié)構(gòu)和柔性鉸鏈納米微位移臺進行了靜力及模態(tài)分析，求出了系統(tǒng)的固有頻率和陣型，分析了使其結(jié)構(gòu)符合計量型電鏡要求的基本條件。
　　本研究還對改造后的微位移

4、臺系統(tǒng)進行了實際振動測試分析研究，通過輸入變頻的正弦波控制信號，記錄分析了位移臺系統(tǒng)的諧振頻率。此外還對改造后的納米微位移臺支撐結(jié)構(gòu)采用沖擊力激振法，利用激光測振儀接收信號，并采用快速傅立葉變換，將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，從而得出納米支撐結(jié)構(gòu)的諧振頻率信息。
　　對蔡司Merlin型掃描電鏡進行了改造，添加了雙軸激光尺測量模塊，搭建成計量型掃描電鏡系統(tǒng)，并通過微位移臺的掃描成像效果驗證納米微位移工作臺系統(tǒng)的隔振效果及抵抗自干擾能力