樣品表面液膜對(duì)原子力顯微鏡測量影響的研究.pdf

1、了解樣品表面由于吸濕作用所產(chǎn)生的液膜對(duì)原子力顯微鏡測量結(jié)果的影響是提高測量精度的基礎(chǔ)。由于這一問題所涉及的為固-液-固耦合作用的系統(tǒng)，而之前的研究大多基于無限深液體與探針作用的模型，和樣品測量的實(shí)際問題有一定距離，因此無法給出液膜厚度對(duì)探針與樣品相互作用的影響的確切認(rèn)識(shí)。本文針對(duì)有限厚度液膜，通過考慮探針、液膜和樣品三者間的相互作用，通過對(duì)液膜的變形、失穩(wěn)等現(xiàn)象的分析，對(duì)上述問題進(jìn)行了研究。 首先基于液膜在探針作用下的受力平衡，

2、得到了液膜表面形貌的控制方程和漸近解析結(jié)果。通過對(duì)物理模型的進(jìn)一步發(fā)展，利用對(duì)系統(tǒng)總能量求變分的方法論證了該控制方程的正確性。在給出液膜受探針的吸引作用突然上跳的臨界失穩(wěn)條件的基礎(chǔ)上，闡明了液膜變形的臨界最大隆起高度，指出這一臨界高度的量級(jí)取決于探針和液體間的Hamaker常數(shù)、液體的表面張力系數(shù)以及探針的曲率半徑。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論了液膜厚度對(duì)液面變形及臨界失穩(wěn)的影響，給出了液膜厚度的物理定義。 分析了液膜對(duì)系統(tǒng)失穩(wěn)點(diǎn)的影響