基于原子力顯微鏡的納米梁諧振器振動(dòng)特性的測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、NEMS動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)是NEMS測(cè)試技術(shù)的重要組成部分，對(duì)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(dòng)態(tài)測(cè)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(cè)試對(duì)象，采用原子力顯微鏡(AFM)作為測(cè)試平臺(tái)，開展了NEMS器件振動(dòng)特性測(cè)試技術(shù)的研究，對(duì)納米梁諧振器的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)和表征。論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 1、闡述了NEMS器件的特點(diǎn)和應(yīng)用，討論了NEMS器件動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了NEMS器件各種動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)和適用性。
　　 2、論述了測(cè)試對(duì)象—納米梁諧振器的加工工藝，建立了靜電激勵(lì)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(lì)與納米梁振幅的關(guān)系。討論了利用原子力顯微鏡對(duì)納米梁諧振器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量的可行性，分析了振動(dòng)測(cè)量過程中針尖的振動(dòng)頻率帶寬，建立了輕敲模式下原子力顯微鏡針尖與振動(dòng)樣品的相互作用模型，并對(duì)輕敲掃描模式與

3、輕敲力曲線模式下針尖的振動(dòng)情況進(jìn)行了仿真。在開展原子力顯微鏡測(cè)振技術(shù)理論研究的同時(shí)，論述了顯微激光多普勒測(cè)振技術(shù)的原理和系統(tǒng)，對(duì)兩種測(cè)振方法進(jìn)行了對(duì)比和分析。
　　 3、分析了多功能原子力顯微鏡測(cè)振技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以多功能原子力顯微鏡為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)量了鎢-碳化硅納米雙端固支梁的振動(dòng)特性，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與顯微激光多普勒測(cè)振儀的測(cè)試結(jié)果相對(duì)比，評(píng)價(jià)了多功能原子力顯微鏡輕敲掃描法和輕敲力曲線法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。

4、　　 4、討論了多功能原子力顯微鏡測(cè)振技術(shù)的缺點(diǎn)，闡述了采用計(jì)量型原子力顯微鏡對(duì)NEMS器件進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試的優(yōu)勢(shì)，闡述了在計(jì)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(jì)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(jì)量型原子力顯微鏡上增加力曲線模塊的方法，論述了在計(jì)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(jì)量型原子力顯微鏡的輕敲掃描模塊和輕敲力曲線模塊，測(cè)試了鎢-碳化硅納米