AFM微悬臂梁探针弹性常数各种标定方法的比较与分析
[Abstract]:Micro-cantilever beam probe is an important force sensor in micro-and nano-scale mechanical measurement based on atomic force microscope (AFM). The accuracy of elastic constant directly affects the reliability of mechanical measurement results. However, there are many methods to calibrate the elastic constant of micro-cantilever beam probe, which have their own limitations and different accuracy. Therefore, it is necessary to compare the various methods to select the best method. Three kinds of commercial cantilever beam probes are selected to calibrate the normal elastic constants of the microcantilever beam probes based on the balance method, which is built in our laboratory, and is used to calibrate the normal elastic constants of the microcantilever beam probes, which can be used to calibrate the normal elastic constants. Then the same cantilever beam is calibrated again by three kinds of calibration methods (size parameter method, Sader method and thermal noise method). The measurement results of different methods are compared, and the advantages and disadvantages of each method are analyzed and discussed in detail. The results show that compared with other methods, the microcantilever probe elastic constant calibrator (balance method) has the advantages of wide measuring range, high precision and traceability. It can be one of the best methods to accurately calibrate the elastic constants of various cantilever beam probes.
【作者单位】: 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(61204117)
【分类号】:TH742;TP212
【参考文献】
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1 鲍海飞;李昕欣;王跃林;;微悬臂梁法向弹性系数的标定方法与分析[J];测试技术学报;2006年01期
2 宋云鹏;吴森;耿新宇;傅星;;具有溯源性的原子力显微镜探针法向弹性常数标定系统[J];纳米技术与精密工程;2014年04期
3 吴森;陈庆超;张超;傅星;胡晓东;胡小唐;;基于弯曲法的AFM微悬臂梁弹性常数标定技术[J];仪器仪表学报;2012年11期
【共引文献】
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2 王世良;侯丽珍;MA Shu-jun;HUANH Han;;热振动在纳米力学测量中的应用[J];大学物理实验;2013年03期
3 王磊;苗瑞;吕永涛;刘紫文;冯玲;;AFM微颗粒探针及其在膜的有机物污染机制解析中的应用研究与展望[J];材料导报;2013年13期
4 毛燕龙;王作斌;;原子力纳米操作系统的信号检测技术研究[J];长春大学学报;2013年12期
5 刘璐;李艳宁;吴森;胡晓东;;基于显微光杠杆技术的微结构偏转角测量系统[J];光学技术;2014年03期
6 吴召洪;陈建;附青山;宋亦兰;蒋文平;;原子力显微镜探针针尖修饰的研究进展[J];材料导报;2014年15期
7 蔡雪;赵美蓉;郑叶龙;张国强;;用于10~(-6)N~10~(-5)N微力测量的柔性铰链机构设计[J];传感技术学报;2014年11期
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9 陈爱莲;钱程;苗乃明;陈杨;;壳层厚度对核-壳结构PS-SiO_2杂化颗粒压缩弹性模量的影响[J];复合材料学报;2015年04期
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6 吴森;陈庆超;张超;傅星;胡晓东;胡小唐;;基于弯曲法的AFM微悬臂梁弹性常数标定技术[J];仪器仪表学报;2012年11期
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,本文编号:2455869
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