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原子力探针与样品的塑性接触对形貌测量的影响有哪些？

原子力显微镜（AFM）是以原子分辨率分析表面形貌和电磁特性的重要工具。原子力显微镜于1985年研制成功，其模式可分为接触模式和轻敲模式。由于原子力探针的应用范围限于原子力显微镜，所以它是高科技仪器的消耗品。它的应用领域不广，在世界上的使用量也不多。那么，原子力探针与样品的塑性接触对形貌测量的影响有哪些？

原子力探针与样品的塑性接触对形貌测量的影响有哪些？

1、原子力探针在测量样品表面形貌时，以其优异的性能和简便的操作，在科学研究的各个领域发挥着重要作用，促进了纳米技术的发展。与以前的显微镜相比，原子显微镜的主要特点是通过悬臂探针来探索形貌。

2、详细讨论原子力显微镜轻敲模式下液桥引起的能量耗散，并分析探针和样品之间液桥的动态产生过程，这对于理解粘附力是非常重要的。得到了轻敲模式下液桥的产生模型和液桥引起的能量耗散。在此基础上，进一步研究了可能引起AFM赝相的其他主要因素。

3、通过对微观尺度接触问题的研究，本文指出样品材料的塑性变形也是AFM伪影的一个原因。至于这种影响在不同环境下的重要性，如何消除这种影响是重点工作。利用微尺度接触理论建立了这一尺度下的加卸载模型，即加载过程采用C-P模型，卸载过程采用JKR模型，利用这一简化模型计算塑性耗散功。

4、利用有限元模型计算了不考虑表面粘附效应的塑性功。通过比较，验证了本文提出的假设的正确性，即：在纳米级接触下塑性变形引起的耗散功可以不考虑表面力的影响。

5、此外，在大气环境下AFM针尖与基底的微接触模型中，毛细作用力在所有粘附力中占主导地位，因此需要分析毛细作用力和塑性变形对接触耗散能的贡献。通过计算发现，轻敲模式下的塑性耗散功比毛细作用力引起的塑性耗散功小一个数量级。

6、利用振动力学的知识，简要分析了耗散功对AFM振动系统的影响。

原子力探针主要制造商位于德国、瑞士、保加利亚、美国等。由于其寿命短、分辨率低、不稳定、一致性差，各国都在开发新的探头。