多模態(tài)原子力顯微鏡改進及實驗.pdf

1、原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)根據(jù)其懸臂的工作狀態(tài)可以分為接觸式AFM和動態(tài)AFM，實驗室自制的多模態(tài)原子力顯微鏡既可以在接觸模式下也可以在動態(tài)模式下對物體表面形貌進行掃描，并且可以利用硅懸臂的高階諧振幅值特性對物體進行三維掃描來提高動態(tài)AFM的動態(tài)特性。為了進一步得到物體表面的更多信息，在實驗室自制多模態(tài)原子力顯微鏡系統(tǒng)的基礎上又為動態(tài)AFM系統(tǒng)加入了利用懸臂各階諧振的相位特性和頻率特性進行掃描

2、的反饋系統(tǒng)，論文主要介紹了以下工作:
　　(1)對動態(tài)原子力顯微鏡系統(tǒng)懸臂的高階振幅、相位、頻率特性進行了理論分析，從理論上分析了利用高階諧振振幅、相位特性有更高的靈敏度與分辨力;
　　(2)對動態(tài)AFM中相位反饋與頻率反饋的硬件電路研制;
　　(3)利用多模態(tài)原子力顯微鏡系統(tǒng)進行實驗測試，具體實驗包括了接觸模式的力曲線、噪聲與三維掃描測試;動態(tài)原子力顯微鏡振幅反饋模式下懸臂分別在一階、二階諧振狀態(tài)下的力曲線、噪聲以及

3、三維掃描測試;相位反饋模式下懸臂分別在一階、二階諧振狀態(tài)下的力曲線、噪聲以及三維掃描測試;頻率反饋模式下懸臂一階諧振狀態(tài)下的力曲線、噪聲與三維掃描測試。
　　(4)對多模態(tài)AFM在接觸模式、動態(tài)模式下的掃描結果進行了分析，動態(tài)模式各個反饋模式下的掃描結果進行比較分析，動態(tài)AFM各個反饋模式下高階與低階的掃捕結果進行分析比較，結果顯示高階諧振振幅、相位特性具有更高的靈敏度與分辨力。
　　通過對原有的多模態(tài)原子力顯微鏡改進與實驗