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Title:
轻敲模式下原子力显微镜的能量耗散
Author: 魏征; 孙岩; 王再冉; 王克俭; 许向红
Source: 力学学报
Issued Date: 2017-09-08
Issue: 06, Pages:1301-1311
Abstract: 原子力显微镜有多种成像模式,其中轻敲模式是最为常用的扫描方式.轻敲模式能获取样品表面形貌的高度信息和相位信息,其中相位信息具有更多的价值,如能反映样品的表面能、弹性、亲疏水性等.依据振动力学理论,相位与振动系统的能量耗散有关.探针样品间的能量耗散对于理解轻敲模式下原子力显微镜的成像机理至关重要,样品特性和测量环境会影响能量耗散.本文在不考虑毛细力影响下,基于JKR接触模型,给出了探针样品相互作用下的加卸载曲线,结合原子力显微镜力曲线实验,给出了探针-样品分离失稳点的位置,从而计算一个完整接触分离过程的能量耗散,进而讨论考虑表面粗糙度对能量耗散的影响.在轻敲模式下考虑毛细力影响,通过特征时间对比,证明挤出效应是液桥生成的主导因素,在等容条件下,用数值方法计算了不同相对湿度对能量耗散的影响.通过一维振子模型,简要说明原子力显微镜相位像与样品表面能、杨氏模量、表面粗糙度、相对湿度之间的关系.分析表明,表面粗糙度和环境湿度均会引起相位的变化,进而认为它们是引起赝像的因素.
Keyword: 原子力显微镜 ; 相位像 ; 黏附 ; 液桥 ; 能量耗散 ; 毛细力
Language: 中文
Indexed Type: EI ; CSCD
DOC Type: 期刊论文
Rank: 北京化工大学机电工程学院;中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室;
CSCD ID: CSCD:6123054
Classification: 二类
Ranking: 2
Citation statistics:
Content Type: 期刊论文
URI: http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/72005
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魏征,孙岩,王再冉,等. 轻敲模式下原子力显微镜的能量耗散[J]. 力学学报,2017-09-08(06):1301-1311.
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