基于原子力顯微鏡的納米梁諧振器振動特性的測試技術(shù)研究.pdf

1、NEMS動態(tài)測試技術(shù)是NEMS測試技術(shù)的重要組成部分，對NEMS技術(shù)的發(fā)展具有重要的研究意義。論文分析了NEMS器件動態(tài)測試技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以一種重要的NEMS器件—納米梁諧振器為測試對象，采用原子力顯微鏡(AFM)作為測試平臺，開展了NEMS器件振動特性測試技術(shù)的研究，對納米梁諧振器的動態(tài)特性進行了評價和表征。論文主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 1、闡述了NEMS器件的特點和應(yīng)用，討論了NEMS器件動態(tài)特性測試技術(shù)在NE

2、MS器件研究領(lǐng)域的重要性，論述了NEMS器件動態(tài)測試技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了NEMS器件各種動態(tài)測試技術(shù)的特點和適用性。
　　 2、論述了測試對象—納米梁諧振器的加工工藝，建立了靜電激勵雙端固支梁的受力模型和下拉電壓模型，分析了外部靜電激勵與納米梁振幅的關(guān)系。討論了利用原子力顯微鏡對納米梁諧振器進行振動測量的可行性，分析了振動測量過程中針尖的振動頻率帶寬，建立了輕敲模式下原子力顯微鏡針尖與振動樣品的相互作用模型，并對輕敲掃描模式與

3、輕敲力曲線模式下針尖的振動情況進行了仿真。在開展原子力顯微鏡測振技術(shù)理論研究的同時，論述了顯微激光多普勒測振技術(shù)的原理和系統(tǒng)，對兩種測振方法進行了對比和分析。
　　 3、分析了多功能原子力顯微鏡測振技術(shù)的優(yōu)點，以多功能原子力顯微鏡為實驗平臺測量了鎢-碳化硅納米雙端固支梁的振動特性，將實驗結(jié)果與顯微激光多普勒測振儀的測試結(jié)果相對比，評價了多功能原子力顯微鏡輕敲掃描法和輕敲力曲線法實驗結(jié)果的重復(fù)性，對實驗結(jié)果進行了誤差分析。

4、　　 4、討論了多功能原子力顯微鏡測振技術(shù)的缺點，闡述了采用計量型原子力顯微鏡對NEMS器件進行動態(tài)測試的優(yōu)勢，闡述了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線功能模塊的意義，分析了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線功能模塊的可行性，提出了一種在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線模塊的方法，論述了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線模塊的步驟，繪制了力曲線圖形。
　　 5、利用計量型原子力顯微鏡的輕敲掃描模塊和輕敲力曲線模塊，測試了鎢-碳化硅納米