国家自然科学基金(61371008)
- 作品数：5 被引量：12H指数：2
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- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术文化科学更多>>
- 力曲线重构实验课程平台
- 2015年
- 原子力显微镜(AFM)作为一种分辨率可达原子量级的测量工具已经广泛应用于纳米材料、生物医学等领域.目前大学里开设与AFM成像技术相关的实验课程中,大多是向学生展示AFM扫描样品获得形貌图的功能,较为单调,无法使学生在实验课程中更深入地了解AFM的工作模式及成像方式.近年来,通过对原子力显微镜的输出信号进行分析,并利用高次谐波信号进行重建力曲线,使探测样品表面力学信息的方法得到了深入的研究.本文完整地叙述了使用自主开发的AFM实验平台进行重构力曲线的过程,并将其应用于AFM实验课程中,从而加深学生对AFM成像原理的了解.
- 李英姿张立文陈注里单冠乔钱建强
- 关键词：多频激励高次谐波
- 模糊PID控制的原子力显微镜仿真平台被引量：7
- 2014年
- 为了在传统PID控制的基础上实现参数的实时在线调整,获得更好的控制效果,进行了模糊PID控制的原子力显微镜仿真研究。运用欧拉-伯努利方程对幅度调制模式原子力显微镜(AM-AFM)的探针动态过程进行建模,并依据AM-AFM负反馈控制的系统模型,加入模糊PID控制模块,建立了一套完整的AM-AFM系统仿真平台。根据专家经验并查找模糊规则手册,建立了PID参数的模糊规则表,实现PID参数实时在线调整,实现了高品质的控制;同时,结合Ziegler-Nichols法离线调整出一组初值,并将此初值运用于模糊系统的模糊中心选择,进一步提高了控制效果。运用仿真平台对两个典型样品进行扫描仿真,检验了模糊PID的控制效果,表明模糊PID能显著提高AM-AFM对表面起伏较大的样品的成像质量。
- 阳睿李英姿张立文蒋沙汝钱建强
- 关键词：模糊PID控制
- 提高石英音叉钨丝探针制作成材率
- 2016年
- 针对探针的腐蚀及粘接制约原子力显微镜实验开展的问题,提出一种制作原子力显微镜石英音叉钨丝探针的方法。通过对原有腐蚀装置的改进,提高了钨丝针尖的成材率;钨丝探针粘接装置的开发极大地避免了人为因素的干扰,提高了针尖粘接的效率。最后通过实验来验证腐蚀方法及粘接装置的可行性。
- 李英姿张应旭张立文王振宇单冠乔李华钱建强
- 关键词：原子力显微镜
- 基于AFM的物质表面结构及性质表征虚拟实验平台被引量：2
- 2021年
- 建设虚拟实验能推动精密、昂贵且操作复杂的实验在基础物理实验教学中开展,满足学生多元化的学习需求,实现新冠疫情下实验课程"停课不停学"。该文介绍了一种原子力显微镜虚拟实验平台。该平台基于PID控制、悬臂运动、探针-样品相互作用力等多种模型对原子力显微镜整个操作流程进行建模,采用Unity3D技术将原子力显微镜仪器虚拟化。结合实际操作和实验课程需求进行实验内容设计,并通过人机交互式操作实现对学生的教学与考核。
- 李英姿程鹏王文玲严琪琪陈彦董国波唐芳王慕冰王菁熊畅高红钱建强李华
- 关键词：原子力显微镜虚拟实验平台人机交互
- 电化学腐蚀制备原子力显微镜探针被引量：3
- 2014年
- 研究了实验室条件下采用电化学腐蚀方法制备原子力量微镜探针的工艺及实验参数对探针腐蚀精细程度的影响。实验设备虽然简单,但能制备出实用的探针。在制备过程中变量较多,可操作性强,使学生能深刻理解探针与样品表面相互作用过程,并对原子力显微镜的应用有初步的了解。
- 李英姿李进钱建强李华
- 关键词：原子力显微镜电化学腐蚀
