音叉式AFM探针针尖与表面接近特性的研究

来源：计量学报杂志2020年第5期北京时间：

作者：施慧,高思田,黄鹭,沈小燕

单位：1. 中国计量大学 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018; 2. 中国计量科学研究院, 北京 100029;

摘要：原子力显微镜（AFM）对样品进行测量时,探针针尖与样品表面接近过程中的微观作用力探测是实现样品形貌准确测量的基础。本文基于音叉式探针的特性建立探针针尖与样品表面接近过程中的动力学方程,并利用simulink软件模拟了上述过程中探针悬臂振幅响应情况。自主搭建了基于音叉探针的接近曲线检测装置,编写位移系统控制程序和锁相放大器数据采集程序,在调幅模式下获得探针在不同激励电压下的接近曲线,其形式与仿真相符。研究结果将为音叉式原子力显微系统的搭建及优化反馈控制的设计提供扫描基准参考。

关键词：计量学; 原子力显微镜; 接近曲线; Simulink; 音叉探针

基金资助：国家重点研发计划(2016YFF0200602); 国家重点研发专项(2016YFA0200901)