基于单片机的AFM纳米机械性能测试系统

• 作者: 孙涛 程相杰 胡振江 董申 费维栋 闫永达
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜(AFM) 单片机 纳米机械性能 载荷-压深曲线
• 年，卷（期）: 2008,（7）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1223-1229
• 页数: 7页
• 分类号: TH742.9
• 字数: 2978字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1004-924X.2008.07.013

摘要

为解决采用原子力显微镜(AFM)系统进行纳米机械性能测试中存在的不能够直接获得载荷-压深曲线以及不能够随意改变加载、保载、卸载时间等问题,对AFM系统进行了改造,开发了一套基于单片机的信号输入输出模块.将该模块与AFM控制系统相联,形成新的纳米机械性能测试系统.该系统信号输出精度为0.15 mV,信号采集精度为0.3 mV,工作台的移动灵敏度为1.53 nm,可以动态改变垂直载荷,并实时获得载荷-压深曲线.通过单片机设置模拟信号的输出速率可以实现加载、保载和卸载速率的改变;结合二维微动精密工作台,可以实现较大范围内高精度的点阵压痕测试.通过在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面进行实验测试表明:该系统可以高速高精度地测量样品的纳米机械性能参数,包括对样品进行纳米压痕测试和对样品的纯弹性变形过程进行检测,如聚二甲基硅氧烷或者各种微梁等微小构件.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董申	哈尔滨工业大学机电工程学院	232	4378	35.0	50.0
2	孙涛	哈尔滨工业大学机电工程学院	124	1024	17.0	23.0
3	闫永达	哈尔滨工业大学材料与工程学院	34	237	9.0	13.0
7	费维栋	哈尔滨工业大学材料与工程学院	33	169	8.0	11.0
8	胡振江	哈尔滨工业大学机电工程学院	10	36	4.0	5.0
9	程相杰	哈尔滨工业大学机电工程学院	1	3	1.0	1.0