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基于分子动力学的原子力显微镜表面成像
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB931[机械工程—测试计量技术及仪器;一般工业技术—计量学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学精密工程研究所,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50675050,50175017).
中文摘要:

基于非接触式原子力显微镜针尖扫描成像机理,应用分子动力学方法采用非刚性针尖-表面原子团簇相互作用模型,模拟超低温环境下,非接触式原子力显微镜单晶硅针尖扫描单晶硅(111)-(7×7)表面成像过程。仿真计算采用两种原子间经验势函数描述针尖-表面原子间相互作用,两种晶向针尖末端模型都实现了对单晶硅(111)-(7×7)表面原子级分辨率仿真成像,在某些超原子级分辨率仿真图像中在单晶硅(111)-(7×7)表面Adatom原子位置出现了的双月牙峰形结构,模拟计算与成像试验文献中得到的图像基本一致。同时对采用确定的势函数及确定的晶向针尖末端,实现稳定成像的扫描针尖一表面距离进行讨论。扫描过程中针尖和被测表面形貌轻微改变,对扫描成像结果影响不大。

英文摘要:

Based on the non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) imaging principle, molecular dynamics method is used for modeling non-rigid silicon tip-surface atomic-cluster interaction. With the model, in ultra low temperature environment, the imaging process .of AFM tip on monocrystalline reconstructed silicon (1 t 1)-(7~7) surface is investigated. Two kinds of potential function is adopted to describe the tip-surface interaction. The atomic resolution imaging of monocrystalline silicon (111)-(7×7) surface is obtained by using two kinds of termination tips with various crystal planes. The simulation results show that distinct substructure (two crescents) images of individual Adatom on silicon (11 1)-(7×7) surface are obtained in some subatomic simulated images, which validates the experimental results. Furthermore, the distance between tip and surface in stable imaging conditions is discussed with certain potential and tip termination. It is shown that the deformations of tip and surface are slight during scanning process, the inflence of which on the imaging effect can be neglected.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603