基于硅悬臂高阶谐振的动态原子力显微镜的快速扫描

• 作者: 尤焕杰 胡小娟 袁丹 赵阳 黄强先
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜(AFM) 硅悬臂梁 高阶谐振 扫描速度
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 656-663
• 页数: 8页
• 分类号: TH742.9
• 字数: 4368字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20142203.0656

摘要

利用原子力显微镜(AFM)硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出了基于硅悬臂高阶谐振特性构建动态AFM来实现快速扫描的方法,并研制了可工作于一阶模态和高阶模态的AFM.介绍了高阶谐振AFM系统的基本结构和工作原理,从理论上证明了利用硅悬臂梁高阶谐振特性实现快速扫描的可行性.以自制的AFM为研究对象,分析了影响动态AFM扫描速度的主要因素,对系统各模块的响应时间进行了分析、测试,并通过实验证明了AFM在二阶谐振模态下的稳定时间明显小于一阶谐振模态下的稳定时间.最后,分别用一阶、二阶谐振模态对光栅试样在同一区域的表面形貌进行了扫描测试,测试数据表明:在相同条件下,AFM的扫描速度在二阶谐振模态下约是一阶模态下的3.3倍.理论分析和实验结果证明了利用高阶谐振探针提高AFM扫描速度的可行性和有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄强先	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	46	319	9.0	15.0
2	袁丹	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	5	22	3.0	4.0
3	尤焕杰	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	5	25	3.0	5.0
4	赵阳	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	8	38	5.0	6.0
5	胡小娟	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	2	14	2.0	2.0