基于高階諧振的輕敲式原子力顯微鏡的設(shè)計(jì).pdf

1、掃描探針顯微鏡(SPM)是研究納米科技的重要工具，在SPM家族中，以原子力顯微鏡(AFM)的應(yīng)用最為廣泛，它可以在大氣、液體等多種環(huán)境下對導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體等多種材料進(jìn)行觀察，適應(yīng)性很強(qiáng)。文中在研究原子力顯微鏡工作原理的基礎(chǔ)上，開發(fā)基于高階諧振的輕敲式原子力顯微鏡系統(tǒng)。
　　 文中完成的設(shè)計(jì)工作主要為以下幾部分：原子力顯微鏡主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，分別對基于高階諧振的輕敲式原子力顯微鏡的基座和測頭設(shè)計(jì)做了詳細(xì)介紹。在基座設(shè)計(jì)方面，闡述

2、了系統(tǒng)的核心部件三維壓電陶瓷掃描器的工作原理及構(gòu)成；同時(shí)，分析設(shè)計(jì)了探針-樣品逼近系統(tǒng)，此系統(tǒng)通過精密直流電機(jī)驅(qū)動螺旋測微頭實(shí)現(xiàn)了納米量級的步進(jìn)。測頭設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是硅懸臂變形檢測系統(tǒng)和激光光路調(diào)整機(jī)構(gòu)。輕敲式探針勵(lì)振單元部分，提出基于直接數(shù)字頻率合成(DDS)的輕敲式探針勵(lì)振方法，并設(shè)計(jì)了基于AD9833的輕敲式探針勵(lì)振電路，最后分析了勵(lì)振電路的輸出頻率特性和驅(qū)動能力?？刂菩盘柕臋z測、處理和采集部分中，根據(jù)系統(tǒng)信號的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并調(diào)試了四象