小型自感应原子力显微镜测头及其标定

• 作者: 傅星 胡小唐 赵健 郭彤 马龙
• 来源期刊: 纳米技术与精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜(AFM)测头 轻敲模式 自感应探针 机电耦合系数 高精度定位平台
• 年，卷（期）: 2011,（2）
• 所属期刊栏目: 精密测量
• 页码范围: 168-173
• 分类号: TH741.4
• 字数: 2637字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-6030.2011.02.014

摘要

设计了一种小型轻敲式自感应原子力显微镜(AFM)测头以实现微/纳尺度下的几何量测量.轻敲式测头采用石英音叉式自感应探针,通过自身的电信号输出检测悬臂梁的振幅变化,无需额外的光学传感器.设计了测头的微弱自感应信号放大电路.并补偿音叉寄生电容对测量的干扰.机械结构紧凑便于将测头固定于光学显微镜下观察测量情况,同时屏蔽外界的干扰.利用显微激光多普勒测振系统,标定了测头机电耦合系数为145 nm/V,由此可以计算测头工作频率下悬臂梁的振幅.搭建了以纳米测量机(NMM)为高精度定位平台的测试系统,利用该系统对测头进行进/退针实验,标定测头的灵敏度为0.47 nm/mV,NMM内置的干涉仪保证标定直接溯源至"米"定义.实验表明测头的非线性误差小于1%.测量范围在百纳米级.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡小唐	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	205	1913	21.0	33.0
2	傅星	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	107	753	14.0	20.0
3	郭彤	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	46	370	11.0	17.0
4	马龙	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	4	16	2.0	4.0
5	赵健	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	22	71	6.0	7.0