原子力显微镜针尖同接触面的纳米压痕粘着力 - Journal of.PDF

第 卷增刊 半 导 体 学 报 24 Vol.24,Supplement 年 月 2OO3 5 C~INESE JOURNAL OF SEMICONDUCTORS May, 2OO3 原子力显微镜针尖同接触面的 纳米压痕粘着力 田文超 贾建援 (西安电子科技大学机电工程学院 西安, 71OO71) 摘要 建立了原子力显微镜: (AFM)针尖同接触面的纳米压痕物理模型 根据; ~amaker 三个假设和Lennard Jones~ 势理论 利用连续方法推导出针尖同接触面的纳米压痕粘着力表达式 针对, . ~amaker 常数实验值受环境影响较大, 给~amaker 常数的具体应用产生困难的问题 从, Lifshitz 理论 得出, ~amaker 常数的近似表达式 并计算了, Au~ 的 常数 计算结果同有关文献的实验结果符合 从而为微机械中广泛存在的纳米接触 微 ~ ~ ~ . , ~ Cu Al Ag ~g ~amaker 碰 现象研究提供理论基础. 关键词: 假设; ~ 势函数 原子力显微镜; ( ); 常数 粘着力; ~amaker Lennard Jones AFM ~amaker : 342O ; O779 PACC F 中图分类号: 16 文献标识码: 文章编号: O253~4177(2OO3) O~OO7O~O4 TN A S 常数的近似表达式 为, AFM 的进一步研究及微机 引言 械中广泛存在的纳米接触 微碰 现象的研究[1,2] 1 ~ , 提供理论基础. 1982年 和 在凝聚态国际会议上 Binnig Rohrer 宣布扫描隧道显微镜 STM scanning tunneling( 2 AFM 及针尖同表面接触的物理模 microscope)研制成功.STM 技术成为人们揭示原 型 子 分子世界的观察手段 将人们带到微观世界 并~ , , 成为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子的工 图 为 示意图 由微悬臂梁 探针 1 AFM .AFM ~ ~ 具 鉴于. STM 只能观察导体材料,1985 年 Binnig~ 压电管 光检系统和控制单元组成 接触面被固定在~ . Guate 和 在 基础上又发明了原子力显 压电管上 由于原子分布使表面呈现凹凸不平 当探. , Gerber STM 微镜 (