濕度對原子力顯微鏡成像的影響.pdf

1、Atomic force microscope(AFM)解決了Scanning tunnelingmicroscope(STM)要求待測樣品材料是導電的缺陷，能顯示樣品的圖像信息，提供力曲線的測量，對MEMS/NEMS與生物技術(shù)的發(fā)展具有潛在的推動作用，可以為首都高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步提供支持。雖然AFM的成像精度很高，贗像卻仍是困擾AFM的常見問題，使得無法準確地認識材料性能。就環(huán)境濕度誘導的掃描形貌分辨率降低和贗像等問題，開展系統(tǒng)的

2、理論研究、實驗驗證和數(shù)值模擬，以期從物理、力學機制上建立對贗像的定量認識，為最終剔除濕度帶來的贗像提供參考。
　　第一步，在理論方面，首次明確提出環(huán)境濕度會在AFM掃描圖像中產(chǎn)生贗像，并通過理論推導說明相對濕度的變化對液橋形成的影響，以及有關(guān)液橋的幾何計算。
　　第二步，通過中間變量液橋體積V，對針樣系統(tǒng)中η、Fmax與RH的函數(shù)關(guān)系進行數(shù)值推導，得到正比的變化趨勢，η、Fmax在RH逐漸變大的前提下會增大，特別的是在百分比

3、振幅達到80％的時候，這種變化的幅度會加大。對液橋曲面形狀進行了圓弧近似的討論。
　　第三步，提出通過品質(zhì)因子的討論得到不同濕度環(huán)境下微懸臂梁的一些振動特性，從而得到液橋的品質(zhì)因子、斷裂能的變化。在接觸模式和輕敲模式兩種操作條件下進行力位移曲線的測量和掃頻實驗，通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，得到η與RH之間的變化關(guān)系，從兩個物理量之間關(guān)系的實驗結(jié)果和理論推導的相似程度中，說明理論推導的正確性。對受限懸臂梁受迫振動對稱性問題進行了初步的探討