英语原文共 39 页,剩余内容已隐藏,支付完成后下载完整资料
原子力显微术针尖悬臂动力学模型
摘要:
原子力显微术(AFM)通常用于原子和纳米级表面测量。存在AFM的两种操作模式:静态模式和动态模式。在动态AFM模式中,微悬臂由探针夹或样品进行驱动。由于针尖-样品相互作用力,悬臂振动参数(振幅,共振频率和相位角)的变化用于显示表面性质。可以精确模拟表面耦合悬臂动力学的分析和数值模型对于说明AFM扫描图像和本章中悬臂频率和电阻机制的重要关系是必不可少的。总结了悬臂响应模拟的悬臂模型。使用这些模型,推导悬臂频移,振动幅度和相位角与针尖-样本相互作用在各种动态模式中的重要关系,重点在新开发的扭转共振(TR)模式和横向激励(LE)模式。一些具体问题,例如轻敲模式(TM)的较高振动模型的激发,探针偏心对TR模式和LE模式中的悬臂响应的影响,以及悬臂动力学如何影响原子尺度地形和摩擦图在摩擦力显微镜(FFM)测量。基于悬臂响应和针尖-样品相互作用之间的导出关系,描述了用于样品的机械参数的定量评价的方法。
字母命名的含义
a0 |
分子间距离 |
ac |
接触半径 |
ag |
采样谐波运动的的振幅 |
alat, an , at |
在侧向,正常,切向的样品运动方向 |
alb,atr,avb |
悬臂在横向弯曲,扭转,垂直弯曲的特征值 |
A |
横截面积 |
A0, Ac, At |
自由振动幅度,相互作用下的振幅,瞬态振幅 |
Atheta; ,A0theta; |
无相互作用下的扭转振幅 |
b |
横截面宽度 |
c |
阻尼系数 |
ce |
悬臂的有效横向刚度 |
clat, cn, ct |
接触阻尼系数在侧向,正常,切向方向 |
clb, ctr, cvb |
悬臂的横向弯曲,扭转,垂直弯曲的阻尼系数 |
C0, C1, C2, C3, C4 |
常量 |
d |
最尖端-样品分离 |
dn, dn |
顶端样品分离,顶端 - 样品分离的时间差 |
dx , dy , dz |
沿轴x,y,z的位移 |
dx1, dy1, dz1, dx2, dy2,dz2 |
沿梁单元的x,y,z轴的节点位移 |
dlatp, dnp, dtp |
在末端(点P)在侧向,正常,切向方向上的位移 |
dxC, dyC, dzC |
在节点C处沿x,y,z轴的节点位移 |
D ,D1, D2 , D3, D4 |
平衡尖端-样品分离常数 |
e |
数学常数 |
et |
顶端偏心率 |
E |
弹性模量 |
Elowast; |
有效弹性模量 |
|
由于尖端-样品相互作用的能量耗散 |
|
样品的弹性模量 |
fc |
探针尖端法向接触力 |
flat,fn,ft |
横向,法向,切向的相互作用力 |
fx,fy,fz |
x,y,z方向上的相互作用力 |
fxC, f yC, fzC |
在节点C处沿x,y,z轴的节点力 |
Flat, Fn, Ft |
横向,正向,切向方向的相互作用力的振幅 |
Fx , Fy , Fz |
相互作用力在x,y,z方向的振幅 |
Fx1,Fy1,Fz1,Fx2,Fy2,Fz2 |
沿梁元件的节点1和2处的x,y,z轴的节点力 |
gz= hg cos(Ωt) |
保持器在z方向上的谐波运动保持器的扭转运动 |
gtheta;=theta;g eiΩt |
支架扭转运动 |
G |
剪切模量 |
|
探针样品的剪切模量 |
|
有效剪切模量 |
h |
悬臂横截面的厚度 |
|
在z方向上的谐波运动的振幅 |
|
顶端质量中心和悬臂中心线之间的垂直距离 |
|
Hamakar常数 |
Htheta; (Ω), Htheta;0(Ω) |
在TR mode中有和没有接触的频率响应函数 |
i1, i2 |
任意整数 |
|
atr的虚构部分 |
|
极面积惯性矩 |
Iy,Iz |
关于y轴和z轴的惯性力矩 |
J |
扭转常数 |
k |
弹簧常数 |
kn,klat,kt |
接触刚度在正常,侧向,切向 |
Knref |
参考样品的接触刚度 |
l,L,Le |
尖端长度,悬臂长度,梁元件的长度 |
|
常数 |
M |
有效质量 |
Mx1,My1,Mz1,Mx2,My2,Mz2 |
关于梁元件的节点1和2处的x,y,z轴的节点矩 |
MxC, MyC, MzC |
在节点C处沿x,y,z轴的节点矩 |
|
自由度数 |
Q |
品质因数 |
|
尖端上的第k个原子和表面上的第i个原子之 全文共26498字,剩余内容已隐藏,支付完成后下载完整资料 资料编号:[143115],资料为PDF文档或Word文档,PDF文档可免费转换为Word |
以上是毕业论文外文翻译,课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。