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用于三维形貌定量测量的调制电流式扫描离子电导显微镜
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH879[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:西安交通大学机械工程学院,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51375363); 陕西省科技厅工业攻关项目(2013GY2-04)
中文摘要:

针对已有测量方法不能同时实现材料表面形貌的三维定量无损测量的不足,提出了一种基于调制电流式扫描离子电导显微镜(SICM)的表面形貌测量方法。为了提高已有SICM系统的成像质量,提出了一种调制电流扫描模式。该模式在扫描头的结构设计上采用两块压电陶瓷,并采用调制离子电流的振幅作为反馈信号。该设计不仅保证了探头对高度突变表面的成像能力,同时有助于改善系统的成像质量。对微凸透镜阵列表面的成像实验表明,相对于传统跳跃扫描模式,调制电流扫描模式可以有效降低43%的刺状噪声,从而提高成像质量。通过与扫描激光共聚焦显微镜的定量对比实验,验证了调制电流式SICM具有更准确的三维定量测量结果,且通过采用更细的探头和更小的扫描步距可以进一步提高测量结果的准确性。

英文摘要:

A surface topography measurement method using modulated-current based scanning ion conductance microscopy(SICM)was proposed to perform surface topography measurement of materials in a three-dimensional,quantitative and nondestructive way simultaneously,which is unable for existing measurement methods.In order to improve the imaging quality of the existing SICM system,a modulated-current scanning mode was presented.In this mode,two pieces of piezoelectric ceramics were utilized in the structural design of the scanning head and the amplitude of the modulated ion current was used as the feedback signal.This design not only ensures the imaging performance of the probe for badly rough and uneven surfaces,but also improves the imaging quality.The imaging experiments on the micro-lens array surface indicated that the modulated-current scanning mode can reduce 43% of the spiny noise and improve the imaging quality compared with the conventional hopping scanning mode.Moreover,the quantitative comparison of imaging results with laser scanning confocal microscopy proves that the modulatedcurrent based SICM can acquire more accurate three-dimensional quantitative measurement results,and the imaging accuracy can be further improved by using smaller probe and scanning steps.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:27275