北京市自然科学基金(4132038)
- 作品数：6 被引量：10H指数：2
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- 原子力显微镜高次谐波幅度对样品弹性性质表征的研究
- 2013年
- 轻敲模式下原子力显微镜微悬臂探针在接近其基态共振频率的外加驱动下振荡,其末端针尖周期性靠近、远离样品,产生于针尖与样品非线性相互作用过程中的高次谐波信号包含更多的待测样品表面纳米力学特性等方面的信息.通过理论分析、计算,系统地研究了针尖与样品接触时间受样品弹性模量的影响,以及高次谐波幅度与接触时间的关系,获得了通过高次谐波幅度区分待测样品表面弹性性质差异的规律.并在自制的高次谐波成像实验装置上,得到了与理论预期一致的实验结果.
- 张维然李英姿王曦王伟钱建强
- 关键词：弹性模量
- 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
- 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
- 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
- 原子力显微镜探针悬臂几何结构变化对高次谐波信息增强的研究
- 2013年
- 轻敲模式原子力显微镜高次谐波信号包含待测样品表面纳米力学特性等方面的信息,但是传统原子力显微镜的高次谐波信号非常微弱.里兹法证明在探针悬臂的特定位置打孔可以实现探针的内共振从而增强高次谐波信号强度.本文通过有限元仿真计算获得探针第一共振频、第二共振频及其比值随着孔的尺寸和位置变化的规律.在实验上通过聚焦离子束在探针悬臂上打孔使其第二共振频约为第一共振频的6倍,提高了第6次谐波信号的信噪比,并在实验室研制的高次谐波成像实验装置上获得了6次谐波图像.
- 杨海艳王振宇李英姿张维然钱建强
- 关键词：高次谐波
