AFM压电微悬臂振动影响测量图像的研究

在轻敲工作模式下,原子力显微镜(AFM)压电微悬臂以较大的振幅振动。以纳米管针尖为例建立了压电微悬臂振动的数学模型并描述了纳米管尖端的振动轨迹,从纳米管尖端的振动轨迹和仿真图形的关系,指出压电微悬臂振动影响测量精度的有关参数及减小由振动产生膨胀变形的方法。根据数学图形学膨胀理论仿真出纳米管尖端振动轨迹对标准线宽模型的影响,AFM测量线宽的试验验证了上述结果。     

温度对云母/水界面纳米气泡形成影响的研究

最近固液界面存在纳米气泡已经引起人们越来越多的关注。虽然经典热力学理论认为室温下水中纳米气泡不能稳定存在 ,但近几年越来越多的研究结果却表明固液界面存在纳米气泡 ,并引起疏水长程作用力。目前直接探测固液界面纳米气泡的最有力手段是原子力显微镜 (AFM)技术 ,尤其是AFM的轻敲模式非常适合于柔软样品的研究 ,因此是目前探测固液界面纳米气泡的最有力手段。本文利用轻敲模式对醇水替换方式产生的纳米气泡进行成像 ,籍以研究液体温度对纳米气泡形成的影响。在研究中发现 ,液体的温度对纳米气泡的形成有显著的影响。当液体温度升高…     

振动模式扫描极化力显微镜及其应用

振动模式扫描极化力显微镜采用一种新的扫描探针显微成像方式，它可以在极化力介导的非接触方式和轻敲方式之间自由切换。在极化力介导的非接触方式中，极化力叠加在范德华力上，克服了一般的原子力显微镜(AFM)非接触模式中因成像力程太短而不容易稳定的缺点；通过调节针尖的高度，从极化力介导的非接触方式进入到极化力介导的轻敲方式，又能部分消除AFM轻敲模式中毛细力的干扰，还可以用比AFM轻敲模式中最小稳定成像力更小的力进行成像。针尖的高度可以通过调节Asp(Amplitude setpoint)或插入扫描高度参数(lift scan height)来控制，这一方法简单易行。利用这一模式对肢体金颗粒和DNA的高度进行测量，在一定程度上证明了轻敲模式中针尖压力的确会造成柔软生物样品的变形。     

SNOM光学探针高度控制技术研究

本文介绍采用非光学方法实现剪切力检测和轻敲模式微振动检测。通过检测压电片上的电压输出,用作探针与样品间距控制信号,实现扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）光学探针与样品间距控制。文中给出了探针－压电片检测系统的频率特性,并比较了剪切力探测和轻敲模式探测特性的区别。在剪切力作用下探针在正负半周振动时受到的作用力是对称加的,谐振状态受剪切影响,随作用力增大振幅宫续减小。而在轻敲模式荼时探针受到非对称力作用,     

基于改进型DLIA的AFM探针高速振幅检测

轻敲模式是原子力显微镜(AFM)最为常见的扫描模式之一。轻敲模式以探针振动信号幅值作为反馈信号,实行实时检测。目前,有模拟检测和数字检测两种检测方法,模拟检测方法由于模拟器件固有的温漂导致误差较大,数字检测方法误差小但运算量较大。提出了一种实时检测轻敲模式信号振幅的改进型数字锁相放大器(MDLIA),在自制的AFM扫描成像系统中同时具备误差较小和运算量较小两个优点。MDLIA使用与振动信号同频同相的方波信号作为参考信号,因此仅采用单通道运算即可检测振动信号幅值。首先通过理论分析介绍了MDLIA的原理,然后介绍各组成部分及实现过程,最后通过运算耗时实验验证MDLIA运算量小且运算速度快的特点,并通过误差对比实验证明MDLIA误差较小,同时通过标准栅格扫描实验验证MDLIA的稳定性。     

POSS聚合物微观结构的原子力显微镜研究

采用轻敲及接触模式原子力显微镜(AFM)对不同POSS含量下的甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯基-POSS聚合物的表面微观形态及聚集相的分布进行了考察.实验结果表明:轻敲模式及接触模式的AFM均可应用于POSS聚合物的微观结构研究,接触模式下对样品表面有一定损伤;聚合物表面的聚集相与本体聚合物具有相异的微观物理性质,为POSS分子聚集在一起形成的无机相;随着POSS含量的增加,POSS聚集体数量增多、尺寸增大;添加POSS后聚合物表面粗糙度减小.     

压电惯性式振动加速度虚拟仪器测控系统

基于虚拟仪器技术研发了压电惯性式振动加速度测振系统,分析了压电惯性式振动加速度传感器的力学模型、工作原理及其测量电路,在信号处理中运用了相关滤波原理.试验结果表明,采用高速数据采集卡、压电传感器及LabVIEW2010软硬件平台实现了准确、高效、实时的自动化测振系统.     

光纤传感测振系统的研究

本文报导了一种新型测振装置,用它测量了扬声器的振动特性,不仅得出与传统方法相符的结果,还可得到该法无法测量的其他量,因而为研制扬声器提供一种新的测试手段.     

金纳米粒子有序膜结构的原子力显微研究

通过控制所滴加的金纳米粒子氯仿溶胶的浓度,在高序定向裂解石墨（HOPG）上,可以形成二维乃至三维有序的金纳米粒子膜结构,本文主要利用原子力显微镜中的轻敲原子力（TM－AFM）显微模式,采用形貌与相位同时成像技术以及透射电镜技术,对所形成的有序膜结构进行了系统的表征,并着重阐述了相应成像在表征膜结构方面的重要作用。     

一种基于FPGA的激光散斑实时测量目标角振动的新方法

针对数字散斑相关测量技术,提出了一种新的激光测量目标角振动的方法。该方法利用FPGA实现信号处理,构建的测振系统具有较远距离实时测振、系统结构简单、对器件的要求较低等特点。分别介绍了发射模块、接收模块以及信号处理模块。基于此方法构建了一套实验系统,并进行了初步的实验。仿真结果及实验表明激光散斑法实时测量目标角振动是可行的。