基于原子力显微镜(AFM)的微加工系统.pdfVIP

第 11 卷 第 2 期 光学 　精密工程 Vol . 11 No . 2 2003 年 4 月 　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　Apr . 2003 Optics and Precision Engineering ( ) 文章编号 　1004924X 2003 020 12505 ( ) 基于原子力显微镜 A FM 的微加工系统 夏加飞 ,孙 　涛 ,闫永达 ,梁迎春 ,程 　凯 ,董 　申 ( 哈尔滨工业大学 精密工程研究所 ,黑龙江 哈尔滨 15000 1) ( ) 摘要 : 目前原子力显微镜 A FM 已经成为纳米加工领域中一种重要的加工手段 ,但由于其自身扫描陶管及针尖等因素的 影响 ,A FM 的微加工能力在很大程度上受到限制 。利用三维微动工作台结合原子力显微镜以及锋利的金刚石针尖组成 微加工系统 ,通过编程获取微结构的轮廓 ,选择 RS- 232 串口作为通讯方式 ,发送字符串命令控制工作台的运动实现预定 的轨迹 ,从而消除了扫描陶管运动范围有限且存在漂移和滞后的影响 ,解决了氮化硅和单晶硅针尖加工材料范围有限的 问题 ,提升了A FM 的加工能力 ,并加工出较为复杂的微结构及微传感器 。实验表明这是一种可行的微加工方法 。 关 　键 　词 :A FM ; 微加工 ; 串口通讯 中图分类号 : TH742 . 9 　　文献标识码 :A Micro- machining system based on AFM XIA J ia-fei , SUN Tao , YAN Yong- da , L IAN G Ying-chun , CHEN G Kai , DON G Shen ( H arbi n I ns t it ute of Tech nology , Precis ion E ng i neeri ng R esearch I ns t it ute , H arbi n 15000 1 , Chi na) Abstract : It is p ropo sed to est ablish a micro- machining system wit h a t hree- dimension micro- displacement st age , an A FM system working in Cont act and Height mode and a sharp diamond tip . A clo sed loop system is compo sed of t he tip , t he PSD , t he feedback circuit , t he scanning PZT , and t he cont roller comp uter to keep t he load force at t he tip const ant . A R S- 232 serial port is used to perform t he communication between a comp uter and t he st age wit h p rograms p rovided to get t he geomet ric locus of t he micro st ruct ure , and t hen cont rol t he movement of t he st age . Experiment al result s indicat