张蕤 作品数:7 被引量:13 H指数:2 供职机构: 合肥工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 安徽省高校省级自然科学研究项目 更多>> 相关领域: 机械工程 电子电信 更多>>
多模态原子力显微镜改进及实验 原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)根据其悬臂的工作状态可以分为接触式AFM和动态AFM,实验室自制的多模态原子力显微镜既可以在接触模式下也可以在动态模式下对物体表面形貌进行扫描,并且可... 张蕤关键词:原子力显微镜 悬臂结构 动态模式 文献传递 双端音叉扫描探针测头系统及其测量方法 本发明公开了一种双端音叉扫描探针测头系统及其测量方法,由刚性支承、双端音叉和钨探针构成。刚性支承为整个扫描探针测头系统的刚性支承件,用于固定整个测头机构,并对双端音叉的一个叉端形成全约束。双端音叉的一个叉端连接于刚性支承... 余惠娟 黄强先 韩彬 胡小娟 张蕤文献传递 基于高阶谐振悬臂的轻敲式原子力显微镜测量特性 被引量:2 2016年 轻敲式原子力显微镜的悬臂为无限自由度系统,具有多阶谐振模态.为了提高动态原子力显微镜的测量特性,采用激励硅悬臂工作于高阶谐振模态的方法.相较于基础模态,高阶谐振悬臂的振动频率和品质因数有所提高,结合振型的不同以及光杠杆检测法的特性,从理论上对高阶谐振模态下动态原子力显微镜的测量特性进行了分析.构建了基于高阶谐振的动态原子力显微镜系统,围绕其主要测量特性,如表面探测垂直分辨力、时间扫描速度以及阻尼特性进行了研究和测试,理论分析和实验结果均表明,相较于一阶谐振模态,二阶谐振模态下的动态原子力显微镜系统的测量特性得到了提高:二阶谐振悬臂扫描速度约为一阶谐振悬臂的3.3倍;二阶谐振悬臂的探测垂直分辨力可达到0.5 nm,远远优于一阶悬臂的0.9 nm;并且二阶谐振悬臂的品质因数远高于一阶谐振状态,降低了大气阻尼对悬臂系统的影响. 赵阳 黄强先 张蕤关键词:阻尼系数 原子力显微镜 动态原子力显微镜悬臂高阶谐振相位特性研究 被引量:4 2016年 硅悬臂具有多阶谐振的特性,基于这一特性,提出了在动态原子力显微镜(AFM)中,利用硅悬臂高阶谐振相位特性进行三维扫描的方法,并对悬臂高阶相位特性进行了理论分析与实验验证。从理论上分析了AFM悬臂高阶谐振相位特性较其一阶谐振的相位特性有更高的灵敏度和空间分辨力,在自制动态AFM的基础上加入相位反馈模块进行了实验,实验测得悬臂一阶、二阶谐振的灵敏度分别为9.0和17.5 V/μm;垂直方向空间分辨力分别为0.56和0.29 nm,实验结果与理论分析一致。通过悬臂二阶谐振相位扫描得到了光栅的表面形貌,证明了利用悬臂高阶谐振相位特性进行扫描的可行性。 黄强先 张蕤 张连生 赵阳 陈丽娟双端音叉扫描探针测头系统及其测量方法 本发明公开了一种双端音叉扫描探针测头系统及其测量方法,由刚性支承、双端音叉和钨探针构成。刚性支承为整个扫描探针测头系统的刚性支承件,用于固定整个测头机构,并对双端音叉的一个叉端形成全约束。双端音叉的一个叉端连接于刚性支承... 余惠娟 黄强先 韩彬 胡小娟 张蕤多模态动态原子力显微镜系统 被引量:6 2017年 动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,这三种反馈模式有着不同的扫描特点。基于硅悬臂具有高阶谐振的特性,动态原子力显微镜可以在悬臂工作于高阶谐振状态时对物体进行扫描。综合上述工作模式研制了一套多模态动态AFM,可以在三种反馈模式、不同阶谐振状态下对物体进行扫描测量。利用该系统在不同反馈模式、不同阶谐振状态下进行了扫描测试,结果显示,系统在各模式下具有亚纳米分辨力,其中在相位反馈模式,悬臂二阶谐振时可达到最优灵敏度与分辨力,分别为17.5V/μm和0.29nm,在最优灵敏度与分辨力状态下对光栅试样进行了三维扫描,得到光栅的三维形貌图。 黄强先 张蕤 刘凯 赵阳 张连生双端音叉扫描探针测头系统 本实用新型公开了一种双端音叉扫描探针测头系统,由刚性支承、双端音叉和钨探针构成。刚性支承为整个扫描探针测头系统的刚性支承件,用于固定整个测头机构,并对双端音叉的一个叉端形成全约束。双端音叉的一个叉端连接于刚性支承底面,另... 余惠娟 黄强先 韩彬 胡小娟 张蕤文献传递