一个用于纳米压痕和应力测试的 全自动原子力显微镜系统

• 作者: Andres La Rosa 白江华
• 来源期刊: 测试科学与仪器
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜 纳米压痕 超声检测 压电陶瓷驱动 水晶音叉 LabVIEW 锁相放大器 8051单片机
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 页码范围: 347-353
• 页数: 7页
• 分类号: TH742
• 字数: 470字
• 语种: 英文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8042.2018.04.007

摘要

本文设计了一台专门用于纳米压痕和应力测试的原子力显微镜.显微镜的基座由三个步进电机控制,显微镜的精确运动由MCL压电陶瓷控制.显微镜的主动传感器由水晶音叉与粘在音叉上的探针组成,探针与待测样品之间的应力作用由一个精密超声波传感器来测量,传感器的信号由两台锁相放大器来处理.最终,所有数据由FPGA卡集成接收并传给电脑控制器.显微镜的主控制器用LabVIEW编写,主要负责Z方向扫描、信号处理以及数据的图形化显示.控制器中植入了手动和自动两种模式,用来控制显微镜的运动和进行信号处理,在运行过程中用户可以在两种模式之间切换.调试与试运行结果显示,该原子力显微镜有简单灵活、使用方便等诸多优点.