| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-35页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第14-15页 |
| 1.2 AFM概述 | 第15-33页 |
| 1.2.1 AFM工作原理 | 第15-17页 |
| 1.2.2 AFM工作模式 | 第17-18页 |
| 1.2.3 AFM力传感器 | 第18-23页 |
| 1.2.4 多维AFM技术 | 第23-30页 |
| 1.2.5 AFM探针 | 第30-33页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第33-35页 |
| 第2章 实验材料与研究方法 | 第35-46页 |
| 2.1 实验材料及实验仪器 | 第35-36页 |
| 2.1.1 原材料及化学试剂 | 第35-36页 |
| 2.1.2 实验仪器 | 第36页 |
| 2.2 AFM力传感器的制备 | 第36-39页 |
| 2.2.1 试验使用的石英音叉 | 第36-37页 |
| 2.2.2 石英音叉力传感器的制备 | 第37-38页 |
| 2.2.3 qPlus力传感器的制备 | 第38-39页 |
| 2.2.4 碳纤维探针与音叉臂前端的粘接 | 第39页 |
| 2.3 扫描样品的制备 | 第39-40页 |
| 2.3.1 HOPG样品的制备 | 第39-40页 |
| 2.3.2 DVD-R样品的制备 | 第40页 |
| 2.4 表征方法 | 第40-46页 |
| 2.4.1 力传感器振幅的标定 | 第40-42页 |
| 2.4.2 碳纤维探针形貌表征 | 第42-43页 |
| 2.4.3 碳纤维探针针尖锐度测试 | 第43-46页 |
| 第3章 碳纤维探针的制备 | 第46-68页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 碳纤维单丝皮芯结构的研究 | 第46-60页 |
| 3.2.1 碳纤维单丝径向剖析法 | 第46-48页 |
| 3.2.2 碳纤维单丝等离子体刻蚀处理后的形貌 | 第48-50页 |
| 3.2.3 碳纤维单丝的电性能 | 第50-54页 |
| 3.2.4 碳纤维单丝的力学性能 | 第54-57页 |
| 3.2.5 碳纤维的异质结构和力学性能分析 | 第57-58页 |
| 3.2.6 碳纤维的应力分布有限元分析 | 第58-60页 |
| 3.3 碳纤维探针的制备 | 第60-63页 |
| 3.3.1 电化学腐蚀系统的搭建 | 第60-62页 |
| 3.3.2 电化学腐蚀法制备碳纤维探针 | 第62-63页 |
| 3.4 碳纤维探针形貌的影响因素 | 第63-67页 |
| 3.4.1 碳纤维种类对探针形貌的影响 | 第63-64页 |
| 3.4.2 参考电压对探针形貌的影响 | 第64-65页 |
| 3.4.3 起始腐蚀电压对探针形貌的影响 | 第65-66页 |
| 3.4.4 电解液浓度对探针形貌的影响 | 第66-67页 |
| 3.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 第4章 碳纤维探针用于自制的AFM系统 | 第68-93页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 自制AFM系统 | 第68-87页 |
| 4.2.1 环境控制腔 | 第69页 |
| 4.2.2 扫描探头 | 第69-75页 |
| 4.2.3 前置放大器 | 第75-84页 |
| 4.2.4 电子检测和反馈电路 | 第84-87页 |
| 4.2.5 软件系统 | 第87页 |
| 4.3 碳纤维探针用于STM系统的扫描测试 | 第87-89页 |
| 4.3.1 氮气环境下HOPG样品表面的测试 | 第89页 |
| 4.3.2 大气环境下HOPG样品表面的测试 | 第89页 |
| 4.4 碳纤维探针用于AFM系统的扫描测试 | 第89-92页 |
| 4.4.1 DVD-R样品表面测试 | 第90-91页 |
| 4.4.2 HOPG样品表面测试 | 第91-92页 |
| 4.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 第5章 碳纤维探针AFM的应用 | 第93-104页 |
| 5.1 引言 | 第93页 |
| 5.2 碳纤维探针AFM用于材料表面形貌表征 | 第93-95页 |
| 5.2.1 Au NPs/TPAR复合薄膜的制备 | 第93-94页 |
| 5.2.2 Au NPs/TPAR复合薄膜自修复效果表征 | 第94-95页 |
| 5.3 碳纤维探针AFM用于材料表面静电力性能测试 | 第95-99页 |
| 5.3.1 PMMA-b-PS LB膜的制备 | 第95-96页 |
| 5.3.2 基于石英音叉静电力传感器的制备 | 第96-97页 |
| 5.3.3 LB膜表面形貌测试 | 第97-98页 |
| 5.3.4 LB膜的静电力性能测试 | 第98-99页 |
| 5.4 碳纤维探针AFM用于材料表面力学性能测试 | 第99-102页 |
| 5.5 本章小结 | 第102-104页 |
| 第6章 碳纤维探针多功能AFM | 第104-116页 |
| 6.1 引言 | 第104页 |
| 6.2 基于组合晶振结构的双模式AFM | 第104-109页 |
| 6.2.1 双模式AFM力传感器的设计与制备 | 第104-107页 |
| 6.2.2 双模式AFM扫描测试 | 第107-109页 |
| 6.3 基于组合晶振结构的三维AFM | 第109-113页 |
| 6.3.1 三维AFM系统 | 第109-111页 |
| 6.3.2 二维力传感器的设计与制备 | 第111-112页 |
| 6.3.3 石英音叉样品台的制备 | 第112页 |
| 6.3.4 三维AFM扫描测试 | 第112-113页 |
| 6.4 本章小结 | 第113-116页 |
| 结论 | 第116-118页 |
| 本文的创新点 | 第118页 |
| 展望 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-132页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第132-134页 |
| 致谢 | 第134-135页 |
| 个人简历 | 第135页 |