AFM微探針納米刻劃深度仿真及實驗研究.pdf

1、自原子力顯微鏡(AFM)問世以來，其應用領域已由原來的微觀表面形貌檢測或表面特征的表征擴展到納米加工。目前，將AFM作為加工工具對不同材料表面進行納米結構加工已成為AFM主要的應用領域之一。因此，對基于原子力顯微鏡的納米刻劃的相關技術進行深入研究具有重要的理論意義與實用價值。
　　本文通過分析國內外相關微納米加工技術的研究現狀，針對基于掃描探針顯微鏡的微加工系統(tǒng)中采用原子力微探針刻劃加工三維加工中亟待解決的加工深度問題，借助理論、

2、仿真以及實驗手段進行了研究。
　　微探針的刻劃加工可以分為兩個過程，即壓入過程和刻劃過程。刻劃過程目前有三種模式：恒力、恒高、深度可控。因而，本文首先通過壓痕理論得到了壓入深度與工作臺Z向位移量的關系，并通過該理論公式分析了微探針壓入過程中針尖形狀、材料屬性以及微懸臂的彈性對壓入過程的影響。隨后的壓痕實驗驗證了由壓痕理論得到的理論公式；其次，本文采用有限元的方法建立了微探針刻劃的各個模式下的仿真模型，并進行了仿真分析。最后，進一步