基于AFM的微球表面結構加工系統(tǒng)建立及實驗研究.pdf

1、在晶體管、生物芯片、傳感器及傳感器陣列都向小型化發(fā)展的時代,微納米加工技術是制造業(yè)發(fā)展中的一次變革。隨著原子力顯微鏡(AFM)技術的日益成熟,其應用范圍從最初的表面形貌測量發(fā)展到納米級的加工。與傳統(tǒng)的加工方法相比,利用AFM機械刻劃方法加工微納米結構技術簡單、加工精度高且可對表面進行跟蹤,加工后可直接進行測量等優(yōu)勢。靶丸(微球)是熱核反應中燃料的容器和所有能量束匯聚的中心,微球表面的質(zhì)量及表面的結構對打靶實驗有著重要的意義。在微球表面加

2、工結構的研究,目前所采用的方法有刀具切削加工和激光加工等,但這些方法都不可避免地存在其缺陷,或者所加工微結構的尺度過大,或者不能滿足精度要求,或者只能在微球表面局部的點位置或較小圓周區(qū)域的結構加工,而不能進行半球和整個球表面加工微結構,并且目前尚無專門針對在微球表面加工結構的商業(yè)化設備。因此,本文將開發(fā)專門用于微球表面加工的新裝置,通過AFM機械刻劃的方法在球表面加工微結構。具體內(nèi)容如下:
　　首先,利用已有的激光靶丸表面幾何狀態(tài)

3、的測量系統(tǒng)對微球表面進行加工實驗,對加工的微結構進行檢測,分析加工結果,驗證采用AFM在微球表面加工微結構這種方法的可行性。
　　其次,由于已有的測量系統(tǒng)在加工方面存在只能在球冠附近的較小區(qū)域內(nèi)進行加工的問題,不能滿足半球面乃至整個球表面加工的要求,因此,本文建立基于AFM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在微球表面加工結構的新機械裝置;采用有限元方法分析機械系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性以及溫度對系統(tǒng)精度的影響規(guī)律,并進行試驗模態(tài)分析。
　　最后,對新加