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公开(公告)号：CN107506522A
公开(公告)日：2017-12-22
申请号：CN201710575474.2
申请日：2017-07-14
申请人： 天津大学
IPC分类号： G06F17/50
CPC分类号： G06F17/5009
摘要： 本发明公开了一种基于分子动力学模拟的浅纳米压痕弹性模量的计算方法，包括以下步骤：建立浅纳米压痕分子动力学模拟模型，确定分子动力学模拟计算的参数，将压头模块垂直向下并压入工件模块中，采用分子动力学模拟方法并通过计算得到所述牛顿层的作用力-位移数据；将所得作用力-位移数据绘制成图谱，得到作用力-位移曲线，根据所述作用力-位移曲线区分曲线弹性变形区域和塑性变形区域，再根据Hertz理论以及所述曲线弹性变形区域的作用力-位移数据，计算得到所述工件模块的弹性模量，本发明的计算方法能够极大的降低实验费用，保证实验的稳定性，动态展现压痕过程，对于纳米尺度测量加工具有指导意义。
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公开(公告)号：CN101303221A
公开(公告)日：2008-11-12
申请号：CN200810053708.8
申请日：2008-06-30
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01B7/14
摘要： 一种基于原子力显微镜的纳米结构中纳米间隙的精密测量方法，扫描测量被测样品上表面中心区域，将针尖定位于被测样品的中心；利用原子力显微镜探针进行垂直力的加载/卸载，直至被测样品的下表面与衬底发生接触；加载/卸载过程中实时记录原子力显微镜的力曲线，获得被测样品下表面与衬底之间的纳米间隙。具体是：标定原子力显微镜微悬臂梁的灵敏度；将原子力显微镜的针尖定位于被测样品上表面的几何中心；得到一致力曲线和转折力曲线；比较灵敏度力曲线、一致力曲线和转折力曲线三者斜率关系；提取被测样品下表面与衬底的距离。本发明测量中不需要破坏待测纳米器件的结构，可消除待测点不在被测样品表面中心所带来的测量误差，实现了纳米结构中纳米间隙的高分辨率测量。
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公开(公告)号：CN101566550B
公开(公告)日：2011-08-31
申请号：CN200910068885.8
申请日：2009-05-15
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01N13/16
CPC分类号： G01Q10/065
摘要： 一种在计量型原子力显微镜上增加力曲线功能模块的方法，操作计量型原子力显微镜进入正常扫描模式，设置扫描范围为零并关闭PI反馈；检测出控制压电陶瓷Z向位移的控制线，将该控制线连接到双选开关上；利用第2步骤的双选开关切断原子力显微镜内部对压电陶瓷Z向位置的控制，使压电陶瓷Z向控制线与外部信号发生器相连接；调节信号发生器输出波形与电压，将输出信号连接在压电陶瓷放大器上，使该信号所控制的压电陶瓷Z向位置在可用范围内；在控制压电陶瓷Z向位移控制线与双选开关连接的切换端口处连接缓冲电路；存储压电陶瓷位置数据及对应的压电陶瓷端部的微探针针尖偏转数据，绘制力曲线图。本发明降低了制样要求，增加了力曲线图形的可靠性和准确性。
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公开(公告)号：CN107192854B
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN201710255058.4
申请日：2017-04-18
申请人： 天津大学
摘要： 原子力显微镜的Z扫描器和探针装置及探针装置安装器，装置有Z扫描器和连接在Z扫描器下面的探针装置，Z扫描器有由下至上依次设置的环形铁片、环形压电陶瓷片和环形磁铁，环形铁片、环形压电陶瓷片和环形磁铁同轴设置，内周共同构成通光孔；探针装置有用于与环形铁片通过磁力相连的探针夹持结构，嵌入在探针夹持结构上的悬臂梁探针和通过螺丝将悬臂梁探针固定在探针夹持结构上的弹簧压片。探针装置的探针装置安装器有安装器主体的一端形成有矩形开口，矩形开口的两侧和底部分布的形成有用于通过沉头螺钉连接探针装置的沉头螺纹孔，安装器主体远离矩形开口部分，形成有用于连接外部装置的沉头通孔。本发明能够适用于各种功效和多种扫描方式的原子力显微镜。
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公开(公告)号：CN104634997A
公开(公告)日：2015-05-20
申请号：CN201510089015.4
申请日：2015-02-27
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01Q60/24
摘要： 一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统，包括有搭载在垂直升降电机上的用于对样品进行水平方向一维扫描的X向扫描器，还设置有对应于样品用于对样品进行Y、Z向扫描的二维扫描模块，以及与所述的二维扫描模块光路连接用于对样品进行光学检测的光杠杆检测模块和光学显微镜模块。所述的样品固定在所述的X向扫描器上。本发明的一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统，能够在保证较小的激光光斑尺寸与较大范围的光束跟踪能力的同时，获得更高的扫描器带宽和更好的光学观察效果。
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公开(公告)号：CN103529243A
公开(公告)日：2014-01-22
申请号：CN201310514419.4
申请日：2013-10-28
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01Q10/00
摘要： 一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，是由光学检测模块和扫描模块构成，扫描模块有：进行水平一维扫描运动的Y向一维扫描机构和固定连接在Y向一维扫描机构上能够进行垂直一维扫描运动的Z向一维扫描机构，Z向一维扫描机构上固定有悬臂梁探针和位于悬臂梁探针上方的非球面透镜，Y向一维扫描机构上固定设置有直角棱镜；光学检测模块有：沿直角棱镜的水平入射光路依次设置的激光器、准直镜、极化分光镜、四分之一波片和第一分束器，其中，第一分束器的垂直分光光路上依次设置有第二分束器、管镜和CCD相机，第二分束器的水平方向接口连接有照明光源，极化分光镜的垂直光路上依次设置有会聚透镜和光电探测器。本发明能够消除误差，进行高速扫描成像。
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公开(公告)号：CN101046374A
公开(公告)日：2007-10-03
申请号：CN200710057125.8
申请日：2007-04-11
申请人： 天津大学
摘要： 一种基于原子力显微镜力曲线的纳米梁厚度的非破坏测量方法，先通过扫描测量获取纳米梁区域的三维形貌信息，得到纳米梁上表面与基底之间的距离；再缩小扫描范围，将原子力显微镜探针精确定位在双端固支纳米梁的表面几何中心或纳米悬臂梁上表面的端部的位置上，并利用原子力显微镜探针进行垂直加载/卸载，直至纳米梁下表面与基底发生接触，即力曲线中出现转折，在加载/卸载过程中实时记录原子力显微镜的力曲线，获得纳米梁下表面与衬底之间的距离；将上述两个步骤获得的数据相减，计算出纳米梁的厚度。本发明能够实现纳米梁等一大类具有悬浮间隙的纳米结构厚度的非破坏精密测量，该方法还可实现这类纳米结构悬浮间隙高度的非破坏精密测量。
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公开(公告)号：CN107192854A
公开(公告)日：2017-09-22
申请号：CN201710255058.4
申请日：2017-04-18
申请人： 天津大学
摘要： 原子力显微镜的Z扫描器和探针装置及探针装置安装器，装置有Z扫描器和连接在Z扫描器下面的探针装置，Z扫描器有由下至上依次设置的环形铁片、环形压电陶瓷片和环形磁铁，环形铁片、环形压电陶瓷片和环形磁铁同轴设置，内周共同构成通光孔；探针装置有用于与环形铁片通过磁力相连的探针夹持结构，嵌入在探针夹持结构上的悬臂梁探针和通过螺丝将悬臂梁探针固定在探针夹持结构上的弹簧压片。探针装置的探针装置安装器有安装器主体的一端形成有矩形开口，矩形开口的两侧和底部分布的形成有用于通过沉头螺钉连接探针装置的沉头螺纹孔，安装器主体远离矩形开口部分，形成有用于连接外部装置的沉头通孔。本发明能够适用于各种功效和多种扫描方式的原子力显微镜。
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公开(公告)号：CN103529243B
公开(公告)日：2016-11-16
申请号：CN201310514419.4
申请日：2013-10-28
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01Q10/00
摘要： 一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，是由光学检测模块和扫描模块构成，扫描模块有：进行水平一维扫描运动的Y向一维扫描机构和固定连接在Y向一维扫描机构上能够进行垂直一维扫描运动的Z向一维扫描机构，Z向一维扫描机构上固定有悬臂梁探针和位于悬臂梁探针上方的非球面透镜，Y向一维扫描机构上固定设置有直角棱镜；光学检测模块有：沿直角棱镜的水平入射光路依次设置的激光器、准直镜、极化分光镜、四分之一波片和第一分束器，其中，第一分束器的垂直分光光路上依次设置有第二分束器、管镜和CCD相机，第二分束器的水平方向接口连接有照明光源，极化分光镜的垂直光路上依次设置有会聚透镜和光电探测器。本发明能够消除误差，进行高速扫描成像。
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公开(公告)号：CN102768292B
公开(公告)日：2014-05-21
申请号：CN201210259879.2
申请日：2012-07-25
申请人： 天津大学
摘要： 本发明属于扫描探针显微术领域，涉及一种基于碳纳米管探针的超高真空快速扫描探针显微方法，包括：将碳纳米管固定于扫描隧道显微镜的探针端部；标定碳纳米管探针在Z向的场发射电流灵敏度曲线族；将碳纳米管探针固定到探针夹持器中，调整到扫描要求的真空状态；在恒流模式下，使碳纳米管探针进入隧道状态；使Z向压电陶瓷扫描器保持不动；设置扫描范围、扫描速度、采样点参数，逐点记录碳纳米管探针的场发射电流i，在恒高模式下对待测样品进行快速成像扫描。本发明具有可靠性高，速度快，能够提高扫描成像的面内分辨力的优点。
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