微懸臂梁橫向彈性系數(shù)標(biāo)定關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、原子力顯微鏡(AFM)在微納米量級(jí)的操縱和加工領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，作為其核心組件，微懸臂梁的力學(xué)性能至關(guān)重要。利用AFM進(jìn)行表面摩擦力測(cè)量、納米結(jié)構(gòu)操縱和探針的納米機(jī)械加工等工作皆需準(zhǔn)確獲知AFM微懸臂梁橫向彈性系數(shù)值，該值是納米量級(jí)操縱和加工誤差的主要來源之一。現(xiàn)有多種AFM微懸臂梁橫向彈性系數(shù)標(biāo)定方法，但均存在不足。本文分析了一種新的AFM微懸臂梁橫向彈性系數(shù)標(biāo)定方案并搭建了一套標(biāo)定系統(tǒng)：超精密電磁補(bǔ)償天平結(jié)合傾角已知的斜面測(cè)得微懸臂

2、梁所受的橫向扭轉(zhuǎn)力，光杠桿測(cè)得橫向扭轉(zhuǎn)量，進(jìn)而可計(jì)算得微懸臂梁橫向彈性系數(shù)。利用本標(biāo)定系統(tǒng)對(duì)三種型號(hào)的微懸臂梁進(jìn)行了橫向彈性系數(shù)的標(biāo)定，均方差皆在5％以內(nèi)，且與有限元仿真結(jié)果一致。此外，利用本系統(tǒng)完成了AFM微懸臂梁輕敲力測(cè)量的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)AFM微懸臂梁橫向彈性系數(shù)現(xiàn)有的標(biāo)定方法進(jìn)行了分類和比較，針對(duì)已有研究工作存在的不足之處，分析了一種基于超精密天平結(jié)合斜面稱量扭轉(zhuǎn)力、光杠桿法測(cè)量扭轉(zhuǎn)量的微懸臂梁