动态电场诱导氧化实现纳米结构的加工

利用原子力显微镜 (AFM )进行表面的局部氧化加工是进行纳米结构加工的一种很有前途的方法。它具有广泛的应用范围 ,可以进行功能性纳米电子器件和纳米机械结构的加工。实验采用了动态电场作用下的AFM诱导氧化的方法 ,提高了氧化物的生长速度 ,并且改善了氧化结构的纵横比 ,能够更好地控制生成氧化物的结构和电属性。     

基于DSP、FPGA和单片机的大尺寸激光数控加工系统的软硬件设计

为了满足大尺寸激光加工的精度和速度要求,本文设计了以DSP、FPGA和单片机为核心的数控系统.系统使用单片机控制人机界面、使用DSP对加工数据进行处理并由FPGA输出加工信号,从硬件上保证了系统的高速运算和精密加工.此外系统将加工数据保存于非易失性存储器中,使得系统拥有脱机加工的能力.通过对以DSP和FPGA为核心的加工控制部分的软、硬件进行优化,该系统达到了设计目标并取得了令人满意的加工效果.     

基于弯曲测试的纳结构机械力学特性的表征

利用原子力显微镜对聚焦离子束刻蚀技术制备的不同纵横比的氮化硅纳米梁结构进行了弯曲测试,并讨论了一种标定原子力显微镜微悬臂梁弹簧常数的方法.实验中严格界定了欧拉细长梁的条件,在分析了纳米梁组纵横比对测试结果影响的基础上,讨论了如何修正弯曲测试结果.弯曲测试得到了纳米梁的平面模数,并进一步推算氮化硅材料的杨氏模量.测试结果验证了基于原子力显微镜系统的弯曲方法测试纳米薄膜材料杨氏模量的可行性.     

基于MEMS微触觉测头和纳米测量机的特征尺寸测量

针对微小结构几何量测量的需求,通过集成MEMS微触觉测头和纳米测量机构建了高精度的测量系统.在验证测头性能的基础上,完成了一系列判断测头测量分辨力和精度的实验,在轴向、同向横向、异向横向三个方向测量的标准偏差分别为41.755 2 nm,6.05 μm,6.16μm,同时,在扫描实验中进程回程扫描差值的标准偏差为23.088 nm.     

光电导开关中的隧穿现象

采用光刻和大气环境下原子力显微镜(AFM)阳极诱导氧化加工相结合的加工方法,加工由Ti-TiOx-Ti纳米级隧道结构成其基本结构的微型光电导开关(PCSS),并对其电特性进行了研究和分析.研究结果表明在大气室温条件下,微型PC-SS的输出特性随氧化物宽度不同而不同,当宽度小于100 nm时,其输出特性表现为在一个线性峰值的输出过后,又出现了一个非线性的峰值;在一定条件下Ti-TiOx-Ti纳米级隧道结存在隧穿效应,且其隧穿特性随绝缘金属氧化物的宽度不同而不同.     

三维一体化超微定位系统性能的研究

提出一种以双柔性平行４杆结构和柔性８杆对称联动结构为导向机构,压电陶瓷为驱动器的三维一体化超微定位机构。针对高精度定位的需要,设计了数字闭环控制系统,引入数字ＰＩＤ模糊器以提高系统的定位性能。     

扫描探针显微镜单管式扫描器结构误差的研究

单管式扫描器的结构误差是影响扫描探针显微镜测量精度的主要误差因素之一。本文对单管式扫描器的结构误差,主要包括交叉耦合误差、非正交误差以及扫描器形状误差,进行了实验和理论研究,并提出了一些相应的补偿措施。     

数字散斑相关技术在微结构平面运动测试中的应用

微结构是微器件或微系统的基本组成部分,对其运动特性的测试有助于对器件或系统的性能和稳定性进行评价．为此,针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,对数字散斑相关技术应用于微结构平面运动特性测试的实现方法进行了探讨,采用梯度法实现全局刚性位移的精确测量,并作为牛顿迭代法的初值进行区域变形量的提取。具有较高的计算效率SiCRF微谐振器平面运动特性测试实验表明,微结构平面刚性位移测量的分辨率和偏差分别能够达到1／100像素和1／20像素,区域变形信息提取的有效性也得到了初步验证．     

海藻酸薄膜表面超微结构的原子力显微镜研究

本文采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对海藻酸生物薄膜表面的超微结构进行了实验研究,选择出最佳观察方法。结果发现薄膜上分布不规则的微孔,其长短孔径之比大约为３：２,微孔的中心距为孔径的２倍。     

模糊控制在STM反馈控制中的应用

ＳＴＭ是纳米尺度上进行测量的主要工具之一。反馈调节是ＳＴＭ仪器的主要环节。提高反馈控制精度和反馈控制速度是ＳＴＭ要解决的重要问题。利用模糊控制原理设计的模糊控制器在调节性能上比传统的ＰＩＤ调节器精度高,速度快。实验表明,这种调节方法是解决ＳＴＭ反馈控制中非线性问题比较好的方法之一。