免费论文摘要：荧惑情况原位丈量亚原子力显微镜主体安排及成像本领接洽

天外情况原位丈量本领的便宜在乎丈量自己不会或较少感化被测样本的物生化学本质，对于生人如实、完备、精确地领会天外物资及其本质具备要害意旨。研制具备天外情况原位丈量本领的亚原子力显微镜可为我国深空探测供给灵验载荷贮存，为深空情况微纳标准显微领会供给有力的东西。正文发展了荧惑情况原位丈量亚原子力显微镜原型机研制及其成像本领接洽。重要的处事囊括以次几个上面：（1）研制原型机的板滞构造并贯串试验室研制的反应遏制器实行原型机体例集成。沿用石英音叉探针动作力传感器，探头安排沿用探针扫描办法，保护了原型机的自决操纵本领。研制的探头具备体积小、分量轻的特性，探头分量450g，满意原型机目标诉求。与试验室研制的亚原子力显微镜遏制器集成后形成了荧惑情况原位丈量亚原子力显微镜原型机体例。经过需要的本能尝试试验表明探头构造具备较好的宁静性，不妨满意纳米级辨别率成像须要。（2）对准双臂石英音叉的板滞个性提出了一种板滞模子，并给出了模子参数的计划本领。该模子较往常的绷簧振子模子更为精确的刻画了石英音叉探针遭到来自样本作使劲与其振荡状况的变革之间的定量联系。对试验中运用的石英音叉举行电学参数标定以及压电啮合常数的标定，进而创造起了石英音叉探针受力、振荡状况变革到最后的输入交流电旗号变革之间的定量领会本领。（3）实行了鉴于石英音叉探针的幅度调制形式亚原子力显微镜的探针样本间距遏制本领，囊括石英音叉探针的制备、探针振荡旗号的检验和测定以及探针的品德因子遏制本领，最后实行了宁静真实的幅度调制成像本领。个中探针振荡旗号检验和测定本领对探针振幅的检验和测定精巧度到达了2.2pm。运用顶端曲率半径约30nm的探针不妨获得约30nm的空间辨别率，进一步减小针尖曲率半径希望获得更高的空间辨别率。（4）安排并实行了鉴于石英音叉探针的自鼓励、数字解调的频次调制形式亚原子力显微镜成像本领，囊括石英音叉探针的自鼓励和探针振荡旗号的所有字解调本领，最后实行了宁静真实的频次调制成像本领。个中数字解调本领到达了10mHz的频次解调精度，解调带宽约为200Hz。发展了频次调制形式成像试验，从获得的图像领会，成像辨别率到达了35nm。（5）创造了一套模仿荧惑低真空情况的安装，气压最低可到达2Pa以次。将亚原子力显微镜探头局部置于真空腔体中，遏制腔内气压维持在约800Pa，辨别运用幅度调成像本领和频次调制成像本领对尘埃颗粒样本实行了形貌成像。成像进程经过软硬件过程树立实行了原型机自决操纵。证领会所研制的原型机具备低真空情况下自决成像的本领。

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