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基于音叉探针的双模原子力显微技术研究

中文摘要第4-5页
ABSTRACT第5-6页
第1章 绪论第9-21页
    1.1 原子力显微镜的基本原理第10-11页
    1.2 多频原子力显微技术发展现状第11-14页
        1.2.1 多频原子力技术的应用第11-13页
        1.2.2 多频原子力显微技术的分类第13-14页
    1.3 双模原子力显微镜的技术难点及研究现状第14-17页
    1.4 音叉探针的发展现状及限制第17-19页
        1.4.1 音叉探针的发展现状第17-18页
        1.4.2 音叉探针的使用限制及解决方法第18-19页
    1.5 研究意义及内容第19-21页
第2章 基于新型音叉探针的双模原子力显微技术原理第21-55页
    2.1 传统双模原子力显微技术的基本原理第21-27页
        2.1.1 闭环频率信号成像原理第22-25页
        2.1.2 开环幅值信号成像原理第25-27页
    2.2 新型音叉探针的基本结构及特点第27-31页
        2.2.1 探针的基本结构第27-29页
        2.2.2 探针的信号提取第29页
        2.2.3 探针的频响曲线第29-31页
    2.3 探针的有限元仿真模型第31-33页
    2.4 探针的多级耦合模型第33-44页
        2.4.1 多级耦合模型的建立第36-39页
        2.4.2 多级耦合模型的应用第39-41页
        2.4.3 探针耦合参数的测量方法第41-44页
    2.5 基于新型音叉探针双模原子力显微技术的基本原理第44-53页
        2.5.1 基于新型音叉探针的双模工作模式第44-45页
        2.5.2 一阶信号基于多级耦合模型的分析第45-48页
        2.5.3 二阶信号基于多级耦合模型的分析第48-53页
    2.6 小结第53-55页
第3章 工作模式及测量参数的影响分析第55-83页
    3.1 工作模式的实现方法第55-62页
        3.1.1 调幅模式第55-57页
        3.1.2 调频模式第57-62页
    3.2 温度对测量准确性的影响第62-68页
        3.2.1 温度对谐振频率的影响第62-64页
        3.2.2 温度对品质因数的影响第64-68页
    3.3 寄生电容对探针输出信号的影响第68-71页
    3.4 激励电压对探针特性的影响第71-82页
        3.4.1 调频模式灵敏度的影响第71-74页
        3.4.2 激励电压对扫描成像的影响第74-75页
        3.4.3 激励电压对探针谐振频率的影响第75-81页
        3.4.4 激励电压范围的选择第81-82页
    3.5 小结第82-83页
第4章 双模原子力显微测试系统的设计和搭建第83-97页
    4.1 系统的整体设计第83-84页
    4.2 系统硬件结构及组成第84-93页
        4.2.1 测头系统第84-86页
        4.2.2 定位系统第86-87页
        4.2.3 DSP反馈控制系统第87-90页
        4.2.4 锁相放大器第90-92页
        4.2.5 数据采集器第92-93页
    4.3 系统软件设计及功能第93-95页
        4.3.1 测量部分第93-94页
        4.3.2 参数调节部分第94-95页
    4.4 系统测量参数的选择第95-96页
        4.4.1 激励电压的选择第95页
        4.4.2 扫描速度的选择第95-96页
    4.5 小结第96-97页
第5章 系统测试及实验结果分析第97-117页
    5.1 形貌成像工作模式的分析和选择第97-100页
        5.1.1 调频模式成像第97-99页
        5.1.2 调幅模式成像第99-100页
        5.1.3 形貌成像模式的选择第100页
    5.2 二阶信号的灵敏度曲线及分析第100-104页
        5.2.1 二阶闭环频移进针曲线第101-103页
        5.2.2 二阶开环幅值进针曲线第103-104页
    5.3 双模原子力显微镜不同工作模式的分析第104-115页
        5.3.1 样品激励的工作模式第104-105页
        5.3.2 二阶闭环频率信号成像第105-110页
        5.3.3 二阶信号形貌成像模式第110-112页
        5.3.4 二阶开环幅值成像及耗散功率的定量分析第112-115页
    5.4 小结第115-117页
第6章 总结与展望第117-121页
    6.1 论文完成的主要工作第117-118页
    6.2 论文的创新点第118页
    6.3 工作展望第118-121页
参考文献第121-131页
附录第131-133页
发表论文和参加科研情况说明第133-135页
致谢第135-136页

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