题目：液态环境下轻敲模式原子力显微镜高次谐波信息增强与探针悬臂性质的研究

自原子力显微镜发明以来，在生物、材料、化学等领域得到了广泛的应用，近年来高次谐波成像、多频激励成像等新型成像模式的发展，使其可以获得更多的样品表面物理、化学性质。一些样品如生物样品只能生存在其生理环境，研究液态环境下原子力显微镜的运动模式就显得尤为重要。液体环境中，原子力显微镜探针运动的高次谐波强度是空气中的几个数量级，高次谐波强度越强，对样品表面性质的灵敏度越高，所以增强液态环境下高次谐波强度成为一个研究热点。本文在原子力显微镜高次谐波信号的理论基础上，研究液态环境高次谐波理论，并确定液态环境中高次谐波增强的方法，对其进行仿真模拟，并针对探针自身性质进行研究。

主要工作包括以下几个方面：

1. 液态环境下原子力显微镜探针的运动模式探究，相较于空气环境中原子力显微镜的运动模式，其在液态环境中因增加了流体力而变得复杂很多，探究流体力对探针质量、频率等的影响，推导液态环境下原子力显微镜探针的运动学方程。

2.液态环境下原子力显微镜高次谐波信息增强方法研究，获得系统参数、环境参数等因素对高次谐波影响的模拟仿真图像，从而确定适合于不同系统、环境的最优高次谐波成像参数设定。

3. 在内共振、里茨法理论的基础上，通过在悬臂梁上打孔的方法可以改变其共振频率，应用comsol有限元仿真软件，确定打孔参数及位置，实现探针的f2/f1为6，从而增强探针的高次谐波信息，并应用于成像，从而验证高次谐波信息可以检测样品表面力学性质。