[發明專利]AFM探針橫向力標定系數測量方法及橫向力標定方法

有效

• 申請號: 201611130422.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106526242B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 鄭學軍;嚴鑫洋;彭金峰;馮東東
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01Q40/00
• 分類號: G01Q40/00;G01Q60/38
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

1.AFM探針橫向力標定系數測量方法，是在標準實驗室環境條件下，利用AFM，測量試樣同一區域承受不同法向載荷F_n下的摩擦力電信號U_f及表面黏附力F_ad；代入式（1）中，采用最優參數估計法求解出橫向力標定系數；

……….（1）

式（1）中K為探針與樣品之間的摩擦系數；

試樣選自單晶硅片、云母片、MoS₂納米片中的任意一種。

2.根據權利要求1所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：標準實驗室環境條件是指溫度為21℃，濕度為50%的超凈環境。

3.根據權利要求1所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：法向載荷F_n采用熱常數法標定。

4.根據權利要求1所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：對AFM探針施加至少5種不同的法向載荷F_n，針對每一種法向載荷F_n，利用AFM的摩擦力模塊，掃描試樣表面選定區域，得到該區域在相應法向載荷F_n作用下的表面摩擦力圖，對所得到的表面摩擦力圖采用高斯統計，得到相應法向載荷F_n作用下的摩擦力電信號U_f。

5.根據權利要求4所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：對AFM探針施加5-20種不同的法向載荷F_n；前后兩級法向載荷F_n之差相等。

6.根據權利要求1所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：利用AFM力圖模塊，測量試樣同一區域的黏附力，經過高斯統計得到試樣表面黏附力F_ad。

7.根據權利要求6所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：黏附力測量時，利用AFM力圖模塊，測量試樣同一區域的至少1024個點。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的AFM探針橫向力標定系數測量方法，其特征在于：最優參數估計法為麥夸特優化算法。

9. AFM探針橫向力標定方法，是在標準實驗室環境條件下，利用AFM，測量試樣同一區域承受不同法向載荷F_n下的摩擦力電信號U_f及表面黏附力F_ad；代入式（1）中，采用最優參數估計法求解出橫向力標定系數；將代入式（2）中，完成AFM探針橫向力標定；

……（2）

式（2）中，F_f為AFM探針在材料表面掃描產生的橫向力。