基于原子力顯微鏡的納米梁諧振器振動特性的測試技術研究.pdf

1、NEMS動態(tài)測試技術是NEMS測試技術的重要組成部分，對NEMS技術的發(fā)展具有重要的研究意義。論文分析了NEMS器件動態(tài)測試技術的研究現(xiàn)狀，以一種重要的NEMS器件—納米梁諧振器為測試對象，采用原子力顯微鏡(AFM)作為測試平臺，開展了NEMS器件振動特性測試技術的研究，對納米梁諧振器的動態(tài)特性進行了評價和表征。論文主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 1、闡述了NEMS器件的特點和應用，討論了NEMS器件動態(tài)特性測試技術在NE

2、MS器件研究領域的重要性，論述了NEMS器件動態(tài)測試技術的研究現(xiàn)狀，分析了NEMS器件各種動態(tài)測試技術的特點和適用性。
　　 2、論述了測試對象—納米梁諧振器的加工工藝，建立了靜電激勵雙端固支梁的受力模型和下拉電壓模型，分析了外部靜電激勵與納米梁振幅的關系。討論了利用原子力顯微鏡對納米梁諧振器進行振動測量的可行性，分析了振動測量過程中針尖的振動頻率帶寬，建立了輕敲模式下原子力顯微鏡針尖與振動樣品的相互作用模型，并對輕敲掃描模式與

3、輕敲力曲線模式下針尖的振動情況進行了仿真。在開展原子力顯微鏡測振技術理論研究的同時，論述了顯微激光多普勒測振技術的原理和系統(tǒng)，對兩種測振方法進行了對比和分析。
　　 3、分析了多功能原子力顯微鏡測振技術的優(yōu)點，以多功能原子力顯微鏡為實驗平臺測量了鎢-碳化硅納米雙端固支梁的振動特性，將實驗結果與顯微激光多普勒測振儀的測試結果相對比，評價了多功能原子力顯微鏡輕敲掃描法和輕敲力曲線法實驗結果的重復性，對實驗結果進行了誤差分析。

4、　　 4、討論了多功能原子力顯微鏡測振技術的缺點，闡述了采用計量型原子力顯微鏡對NEMS器件進行動態(tài)測試的優(yōu)勢，闡述了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線功能模塊的意義，分析了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線功能模塊的可行性，提出了一種在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線模塊的方法，論述了在計量型原子力顯微鏡上增加力曲線模塊的步驟，繪制了力曲線圖形。
　　 5、利用計量型原子力顯微鏡的輕敲掃描模塊和輕敲力曲線模塊，測試了鎢-碳化硅納米