● 摘要
原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）自从问世以来，由于其可以在大气、真空、液相环境下对导体、半导体和绝缘体实现纳米尺度的表征，已经广泛地应用于生物、医学等领域[1]。但是常规原子力显微镜的时间分辨率很低，一直成为限制其观测纳米尺度动态性能、实现工业化现场测量、纳米加工实用化发展的关键因素。近年来，随着半导体加工、压电材料制作、电子、计算机等技术的飞速发展，原子力显微镜达到视频成像速度成为可能。因此，随着AFM的发展，高速AFM已经成为研究的热点。AFM的成像速度主要依赖于各个部分的带宽，其中最主要的是扫描器与微悬臂探针两个部件。作者基于实验室高速原子力显微镜的研究现状，提出了用于高速原子力显微镜探针形变的激光检测装置及其检测方法，改变了常规原子力显微镜基本光路结构，并且使入射到微悬臂探针的激光光斑几何尺寸缩小到16um以内，消除了多余的透射激光对原子力显微镜成像精度的影响，同时保证扫描成像速度为25帧/秒，具有在纳米尺度观测样品动态过程的能力。此外，基于设计的高速原子力显微镜探针形变检测结构，设计了与其匹配的前置放大器结构；进行了基于LabVIEW软件的切变力传感器品质因数的数字调控工作，同时对基于LabVIEW软件原子力显微镜的PID控制过程开展了初步的工作。关键字：纳米检测，高速原子力显微镜，品质因数，PID控制
相关内容
相关标签