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《合肥工业大学》 2010年
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基于压电微音叉的扫描探针显微镜系统研究

王广红  
【摘要】: 扫描探针显微镜(SPM)在微机电学、化学和生物医学等方面有着广泛的应用前景。本文研究了一种由压电微音叉作为测头的扫描探针显微镜系统。 本文完成的工作主要有以下几个部分:扫描探针显微镜测头方面,文中介绍了系统测头构成原理,并对测头性能进行了测试;硬件电路方面,采用锁相环路对测头进行励振及频率跟踪,对原有的锁相环路进行了改进。文中介绍了锁相环路的工作原理,以及本系统中运用锁相环路实现测头励振与频率跟踪的改进方案及其实现;另外硬件电路方面调试了测头谐振信号的真有效值转换及转换后的放大滤波电路和相位差电压值的滤波电路;反馈控制方面,搭建系统各部分形成振幅反馈与相位反馈控制回路;系统软件设计方面,采用VC设计了探针与试样逼近测试程序、系统动态响应测试程序以及试样扫描程序,并运用各程序对系统各项参数进行了测试;最后,对试样进行了测试,给出了扫描获得的试样表面微观形貌图以及相位图,并且对图像进行了分析,证明了系统的有效性。 根据文中所叙述的各项研究结果,表明所研究的扫描探显微镜系统具有较高的垂直空间分辨率,以及可以实现大台阶试样的微观形貌测量。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH742

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王毛翠;基于石英音叉测头的三维纳米测量与定位实验研究[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张吕权;压电微探针中PZT薄膜与硅尖制备工艺的研究[D];大连理工大学;2010年
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10 张晓东;高速列车受电弓自适应主动控制[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁恭诚,刘桂礼,李东,王艳林;石英晶体谐振器负载谐振频率测量技术研究[J];北京机械工业学院学报;2004年01期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈英飞;新型数字式原子力显微镜的研制与应用研究[D];浙江大学;2005年
2 邹应炜;双峰脉冲电源的研究[D];兰州理工大学;2007年
3 侯茂盛;基于PVDF薄膜振动梁式测头的新型轻敲式扫描探针显微系统研制[D];合肥工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 王广红;基于压电微音叉的扫描探针显微镜系统研究[D];合肥工业大学;2010年
2 蔡堃;扫描探针显微镜测量单根四针状氧化锌晶须电阻方法[D];西南交通大学;2012年
3 夏清文;基于数字PID的SPM控制系统[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
4 张涛;原子力显微镜在材料和生命科学中的应用研究[D];大连理工大学;2008年
5 石二磊;硅微悬臂梁探针的制备工艺研究[D];大连理工大学;2008年
6 陈明;原子力显微镜及其在ZAO薄膜等材料研究中的应用[D];大连理工大学;2008年
7 王春雨;基于DSP的新型SPM系统硬件方案研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
8 黄惠东;铁电薄膜电容分布的扫描探针显微镜研究[D];电子科技大学;2006年
9 吴雄喜;基于AFM调制脉冲电压下纳米加工研究[D];浙江工业大学;2005年
10 吴斌;基于SPM系统的双探针实验研究[D];华中师范大学;2007年
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