AFM納米刻劃加工方法的加工深度模型建立及實驗研究.pdf

1、基于AFM(Atomic Force Microscopy)探針的機械刻劃方法作為加工微納米結構的重要方法,越來越受到學者們的關注,但是目前在以此方法加工出的三維微納米結構中,存在著加工深度不可提前預知的問題,而加工深度是加工三維微納米結構的重要指標之一。在金屬材料表面進行刻劃加工時,為了對AFM探針機械刻劃加工得到的微納結構的深度進行預測,需要建立此種方法下的微納結構深度理論模型,并基于建立的深度理論模型進行相關實驗研究,最終實現(xiàn)加工

2、給定深度的三維微納結構的目標,本文主要從以下三方面進行了研究和分析。
　　本文建立了基于金屬樣件表面的AFM探針單線單次刻劃V型溝槽深度模型,在建立深度模型的過程中,將金剛石針尖等效為半圓球和圓錐體的結合體,從而更接近實際針尖形狀。在單線單次刻劃V型溝槽深度理論模型的基礎上,通過討論重復刻劃的不同情況,建立了單線重復刻劃V型溝槽深度理論模型。為了能夠對二維微納結構的深度進行預測,在刻劃過程中引入了與刻劃方向垂直的進給量,建立了AF

3、M二維結構的刻劃深度理論模型。
　　為了驗證建立的AFM單線刻劃V型溝槽深度理論模型的準確性,進行了AFM探針單線單次、單線多次刻劃V型溝槽實驗,將得到的實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進行對比和分析,進而對理論模型進行修正。并根據(jù)修正后的理論模型,進行了對給定深度V型溝槽最少刻劃次數(shù)的問題以及有原始深度V型溝槽的二次定深度刻劃問題的研究。
　　為了驗證建立的AFM二維結構的刻劃深度理論模型的準確性,進行了不同進給量、不同針尖載荷下的AF