多模态原子力显微镜控制系统研制及实验
【摘要】原子力显微镜(AFM)作为纳米检测技术的基本工具之一,已经在研究纳米尺度物质的结构和特性方面取得了令人惊叹的发展,但是随着应用领域的不断扩展以及对精密测量和定位技术的要求越来越高,要求AFM具有更高的空间分辨率,更快的扫描速度,和更好的抗干扰能力。依据AFM工作的基本原理,我们自行设计和研制了让悬臂可以工作于不同振动模态的多模态原子力显微镜系统。论文主要介绍了已经完成的几项工作内容:1、完成了多模态AFM的控制软件的编写,主要包括扫频软件设计、直流电机驱动软件设计、探针-试样自动逼近以及力曲线测试软件设计、PI参数测试软件设计、三维扫描成像软件设计以及台阶测试软件设计等。这部分也是多模态AFM系统设计的核心内容之一。2、完成了直流电机驱动电路的设计,包括原理图的绘制,PCB的绘制、加工以及焊接。3、以自制的多模态AFM为研究对象,分析了影响AFM扫描速度的主要因素,对系统各模块的响应时间进行了分析、测试,并通过实验证明了二阶谐振模态下的AFM系统稳定时间明显小于一阶谐振模态,即在二阶谐振模态下AFM的扫描速度比在一阶谐振模态下要快。4、对光栅试样同一区域表面形貌分别用一阶、二阶谐振模态进行了扫描测试,实验数据表明,在相同条件下,二阶谐振模态AFM的扫描速度约为一阶扫描的3.3倍,而且由力曲线和台阶测试可以得到,二阶谐振模态下AFM的Z向分辨率高于一阶谐振模态。通过理论与实验验证相结合的方式,分析AFM工作在高阶谐振状态下的作用机理和关键因素,通过实验验证了多模态原子力显微镜的可行性以及它在扫描速度和空间分辨率方面的优势。
【作者】尤焕杰;
【导师】黄强先;
【作者基本信息】合肥工业大学,精密仪器及机械,2014,硕士
【关键词】原子力显微镜;多模态;控制软件;扫描速度;分辨率;
【参考文献】
[1]王冬杰.农村经济组织变迁与基层民主[D].苏州大学,政治学理论,2013,硕士.
[2]李琴海.论钢琴音响在音乐厅各位置的差别[D].西南大学,音乐(专业学位),2014,硕士.
[3]刘俊英.内蒙古地区近43年极端天气气候事件变化研究[D].内蒙古大学,生态学,2014,硕士.
[4]胡建功.氢在α-Al_2O_3(0001)表面吸附的模拟研究[D].华中科技大学,材料工程,2013,硕士.
[5]宋为娟.合肥下蜀组的年代学研究[D].中国地质大学(北京),地理学,2014,硕士.
[6]袁健美,毛宇亮.氢化与非氢化石墨烯纳米条带的密度泛函研究[J].物理学报,2011,10:191-196.
[7]王波,张群,王飞,韦有双.JobShop排序问题解空间定量分析[J].控制与决策,2001,01:33-36.
[8]张腾飞.基于粗糙集和RBF网络的动态建模方法研究[D].上海海事大学,2004.
[9]任三娟.水稻小穗退化突变体spd-hp73的性状鉴定、幼穗发育动态研究及基因定位[D].浙江大学,生物物理学,2012,硕士.
[10]邹祥波.褐煤提质及其快速热裂解挥发分析出特性的研究[D].浙江大学,2013.
[11]丁司懿.大型空心截面铝型材挤压的数值模拟研究[D].华南理工大学,机械工程(专业学位),2012,硕士.
[12]孙铭志.驻外使领馆建设项目业主方的风险管理研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[13]李云翔.论控制股东自我交易的法律规制[D].中国政法大学,经济法学,2014,硕士.
[14]赵伟业.我国农业保险研究及发展建议[D].首都经济贸易大学,公共管理(专业学位),2014,硕士.
[15]覃桃.壮泰熟语比较研究[D].广西民族大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[16]毛昭娟.古德莱德教师教育思想探究[D].沈阳师范大学,教育史,2013,硕士.
[17]何磊.商业银行服务营销研究[D].广东工业大学,2003.
[18]姜晓东,荆留纪,刘新伟,徐宏涛.新型钢轨矫直机[J].一重技术.2002(Z1)
[19]王玥.基于电子公文的电子资料交换研究与实现[D].西北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[20]林雪.高师院校本科师范生师德教育的研究[D].辽宁师范大学,教育经济与管理,2011,硕士.
[21]刘丽,须文波.智能元搜索引擎技术在网络信息增值服务中的应用[J].微型机与应用,2002,09:58-60.
[22]赵新国.圈闭要素计算方法及应用效果[J].石油地球物理勘探,1992,04:545-555.
[23]寇丽杰,李福山,郭太良.碳纳米管制备蓝光石墨烯量子点及其在柔性有机存储器上的应用[J].发光学报,2014,05:618-622.
[24]刘冰.循证护理在预防ICU患者中心静脉导管相关性血流感染的应用[D].青岛大学,护理学,2013,硕士.
[25]包启安.目前我国酱油工业的科技问题[J].中国商办工业.1996(01)
[26]蔡越君.数据挖掘技术及其在中药配伍系统中的应用研究[D].浙江大学,2003.
[27]张子良.蓄电池检测及均衡系统的研究[D].北京交通大学,2009.
[28]刘丽.审计信息化的“政务梦想”[J].中国信息界,2003,16:25-26.
[29]陆文辉.基于NGN嵌入式技术的企业商务系统研究与设计[D].电子科技大学,软件工程(专业学位),2012,硕士.
[30]孙哲.五人制足球比赛5-0战术进攻特征及应对5-0战术防守特征研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[31]朱然.基于Moodle的成人教育教学系统的设计与实现[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[32]黄家洺.基于物联网的移动医疗监护系统的设计与实现[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[33]齐敬.Bi_2O_3/TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及其可见光催化性能研究[D].哈尔滨工业大学,物理化学,2014,硕士.
[34]曹瑞.互联网商业信息中的非物质文化数据挖掘及空间可视化[D].河北师范大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[35]裴信超.基于SPH法的喷丸残余应力及表面形貌数值仿真研究[D].山东大学,制造系统信息工程,2013,硕士.
[36]房玉娜.节能评估方法研究及(火用)分析在节能评估中的应用[D].浙江大学,2012.
[37]舒小兵.“苏烟”品牌丽江(玉龙)基地单元建设的探索与实践[D].湖南农业大学,作物学,2012,硕士.
[38]刘荣多.河北省上市公司股权结构与公司绩效的实证分析[D].河北农业大学,农业经济管理,2004,硕士.
[39]金光浩,莫则尧.有向图并行计算中的多目标剖分算法[J].计算机学报,2005,12:2045-2051.
[40]马聪,高峰,田昊,何国庆,李光辉.适用于并网系统低电压穿越的电压检测算法[J].电力系统自动化,2015,05:122-127.
[41]刘朝虎.连锁超市库存管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[42]王彩霞.株洲市绿地系统构建分析[D].中南林学院,生态学,2004,硕士.
[43]胡良,魏学业,张俊红,马建光.光伏电池输出特性曲线测试与实验[J].北京交通大学学报,2015,02:122-127.
[44]刘亚南.平地机齿圈齿形优化及材料热处理工艺研究[D].中国矿业大学,材料学,2014,硕士.
[45]郝立群.基于数据挖掘的煤矿材料成本预测研究[D].中国矿业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[46]苏芸.新型卤氧化铋复合可见光催化剂的制备及光催化性能研究[D].上海大学,2013.
[47]黄杨伟.喷射沉积轻质高硅铝合金深微小孔电火花加工技术研究[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[48]王鹏翔.介孔尖晶石CuCo_2O_4纳米材料的制备及其在Li-O_2电池中的应用研究[D].哈尔滨工业大学,化学工程,2014,硕士.
[49]刘君.甜菜夜蛾核型多角体病毒对淡足侧沟茧蜂生长发育及寄主内分泌活动的影响[D].上海海洋大学,水生生物学,2013,硕士.
[50]梁振锋,康小宁,索南加乐.基于故障类型的同杆双回线故障分量提取算法[J].电力系统自动化,2005,20:54-58.
- 下一篇: 通辽市环境科学研究所发展战略研究
- 上一篇: 鄂尔多斯市储备粮油经营管理中心发展战略研究
相关推荐
- 面向装备固沙的沙障数值模拟方法与作用结构研究
- 09月28日
- 奈必洛尔药动学及其手性代谢机制研究
- 07月11日
- 北京市失业保险制度享用状况及影响因素研究
- 05月19日
- 光谱法研究高分子薄膜及水溶性体系的结构与性能
- 08月27日