本文關(guān)鍵詞：基于AFM探針軌跡及工作臺運動結(jié)合的納米加工技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,AFM)的納米機械刻劃加工技術(shù)已經(jīng)成為加工納米結(jié)構(gòu)的有效方法之一,隨著納米技術(shù)的發(fā)展,復雜微納結(jié)構(gòu)的制造已經(jīng)成為一個研究熱點。本課題針對AFM探針納米加工技術(shù)中存在的加工結(jié)構(gòu)一致性差和復雜程度低等問題進行研究,將AFM探針軌跡運動與工作臺運動相結(jié)合,提出了提高AFM探針納米機械刻劃加工效率、加工結(jié)構(gòu)復雜性和一致性的新方法,并通過實驗驗證了方法的可行性。首先,針對AFM探針在不同刻劃方向加工結(jié)構(gòu)的深度和質(zhì)量一致性差的問題,對原有AFM系統(tǒng)進行改造并引入精密氣浮主軸和手動二維調(diào)整臺,設計一種探針相同刻劃方向加工納米單線和納米通道結(jié)構(gòu)的方法,從而提高了加工結(jié)構(gòu)深度和質(zhì)量的一致性。其次,通過對AFM系統(tǒng)開源程序的擴展利用,改變AFM探針運動軌跡,研究探針與高精度運動平臺的復合運動關(guān)系,提出了依靠探針軌跡運動加工復雜微階梯結(jié)構(gòu)的新方法,最終提高了結(jié)構(gòu)的復雜性和加工效率。最后,通過對AFM探針往復運動的速度控制,同時配合高精度運動平臺的勻速運動,改變AFM加工過程中的進給量,實現(xiàn)三維復雜結(jié)構(gòu)加工的新工藝。因此,通過改變AFM探針軌跡和掃描速度,并配合高精度平臺的運動解決了微納結(jié)構(gòu)加工效率、結(jié)構(gòu)一致性和復雜性的問題。
【關(guān)鍵詞】：原子力顯微鏡 納米機械刻劃 微納米結(jié)構(gòu)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH16;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 基于AFM微納結(jié)構(gòu)加工技術(shù)研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 基于AFM探針機械刻劃加工技術(shù)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.3 基于AFM探針與工作臺結(jié)合機械刻劃加工技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 加工方向?qū)μ结樋虅澕庸び绊懠跋椒ㄑ芯?/span>15-34
• 2.1 引言15
• 2.2 AFM金剛石探針刻劃實驗條件15-18
• 2.2.1 探針刻劃加工裝置及實驗條件15-17
• 2.2.2 加工結(jié)構(gòu)的檢測方法17-18
• 2.3 探針不同刻劃方向?qū)庸そY(jié)果影響研究18-21
• 2.3.1 探針不同刻劃方向加工實驗過程18-19
• 2.3.2 采用探針不同刻劃方向的加工實驗19-21
• 2.4 采用相同刻劃方向的加工方法21-28
• 2.4.1 帶有精密氣浮主軸的AFM加工系統(tǒng)21-22
• 2.4.2 探針相同刻劃方向加工方法原理22-28
• 2.5 采用相同刻劃方向加工實驗研究28-33
• 2.5.1 精密氣浮主軸調(diào)心過程28-29
• 2.5.2 加工納米單線結(jié)構(gòu)29-31
• 2.5.3 加工納米通道結(jié)構(gòu)31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 基于探針軌跡變化的復雜微階梯結(jié)構(gòu)加工方法研究34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 基于探針軌跡變化的陣列微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)34-37
• 3.2.1 利用探針軌跡變化加工陣列微結(jié)構(gòu)的原理34-35
• 3.2.2 探針軌跡變化的軟件實現(xiàn)35-37
• 3.3 規(guī)則結(jié)構(gòu)加工的探針速度控制37-38
• 3.4 探針進給速度與工作臺速度的匹配關(guān)系38-40
• 3.5 復雜陣列微階梯結(jié)構(gòu)的加工實驗40-45
• 3.5.1 復雜陣列微階梯結(jié)構(gòu)的加工過程40-41
• 3.5.2 三角形陣列微階梯結(jié)構(gòu)加工實驗41-42
• 3.5.3 圓形陣列微階梯結(jié)構(gòu)加工實驗42-43
• 3.5.4 平行四邊形陣列微階梯結(jié)構(gòu)加工實驗43-44
• 3.5.5 復合陣列結(jié)構(gòu)微階梯加工實驗44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 基于探針速度變化加工三維微結(jié)構(gòu)方法研究46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 基于探針速度變化的三維微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)46-48
• 4.2.1 利用探針速度變化加工三維微結(jié)構(gòu)的原理46-47
• 4.2.2 探針速度變化的軟件實現(xiàn)47-48
• 4.3 進給量與加工深度關(guān)系的實驗研究48-50
• 4.4 改變探針速度進行復雜結(jié)構(gòu)加工的實驗研究50-55
• 4.4.1 垂直載荷對加工結(jié)果的影響分析50-51
• 4.4.2 微結(jié)構(gòu)波長對加工結(jié)果的影響分析51-53
• 4.4.3 其他復雜三維結(jié)構(gòu)的加工實例53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文61-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張冬仙;原子力顯微術(shù)的新方法研究及新型原子力顯微鏡系統(tǒng)研制[D];浙江大學;2004年

  本文關(guān)鍵詞：基于AFM探針軌跡及工作臺運動結(jié)合的納米加工技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352314