微机电系统谐振器原子力显微镜探针设计与检测

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为克服既有原子力显微镜(AFM)悬臂式探针的谐振频率难以超过3.5 MHz,Q值低、成像速度低及在液体中成像效果欠佳等缺点,设计并制作了一种基于微机电系统(MEMS)谐振器的I2形探针,并成功实现了成像实验.为更进一步提高12形探针的力灵敏度,从结构设计和检测方法入手,对原有探针进行改进.设计了简单有效的电阻差分检测方法,成功去处了输入端与输出端的耦合现象;采用局部离子注入的方法,提高了压阻敏感的传输效率.实验结果显示,在输入信号相同的条件下,改进后探针的输出信号与原有探针相比,输出信号得到了明显提高.计算结果表明,采用新方法制作的探针可使力灵敏度提高10倍以上.
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