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《基于AFM探針的電暈放電研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、28傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第11期基于AFM探針的電暈放電研究趙貴，孔德義，JuergeuBrugger3，陳池來，程玉鵬，李莊'(1．中國(guó)科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所，傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥2300312．中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，安徽合肥230027；3．瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院)摘要：針對(duì)掃描探針顯微鏡與質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)中的采樣方式，提出了利用原子力顯微鏡(AFM)探針進(jìn)行電暈放電解吸附的采樣方案。運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)AFM導(dǎo)電探針進(jìn)行了有限元
2、仿真，電場(chǎng)分析表明間距100m加1kV高壓時(shí)的AFM探針周圍場(chǎng)強(qiáng)在0．32-62．4V／p,m間，驗(yàn)證了利用其產(chǎn)生電暈放電的可行性；通過實(shí)驗(yàn)觀察了電暈放電現(xiàn)象及其規(guī)律，測(cè)得了AFM探針加高壓時(shí)的伏安特性曲線，為下一步利用AFM探針產(chǎn)生電暈放電進(jìn)行非觸式采樣奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：原子力顯微鏡探針；電暈放電；微機(jī)電系統(tǒng)；ANSYS；非接觸式采樣中圖分類號(hào)：TH702文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2011)11-0028-03Research0ncoronadischargebased0nAFMprobeZHAO
3、Gui，KONGDe．yi，JuergenBruggerz，CHENChi—lai，CHENGYu．peng，LIZhuang'(1．StateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，InstituteofIntelligentMachines，ChineseAcademyofScienes，Hefei230031，China；2．UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；3．LausanneFederalPolytec
4、hnicUniversity(EPFL))Abstract：Anatomicforcemicroscopy(AFM)probebasedcoronadischargesamplingdevicefordesorptionionizationinscanningprobemicroscopemassspectrometer(SPM—MS)isputforward．Throughfiniteelementanalysis，researchisdoneonthemechanicalandelectricalcharacteroft
5、heAFMprobetip．ElectricalanalysisshowsthatthefieldintensityaroundtheAFMprobecouldachieve0．32—62．4V／p~mwhenthegapdistanceis100mandtheappliedvoltageis1kV，validatingthefeasibilityandusabilityofthesamplingdevice．TherelationshipbetweendischargecurrentIandappliedvohageVis
6、studiedthroughcoronadischargeexperiment．Theseworkslayafoundationfordevelopingthecoronadischargefornon—contactsamplingbasedonAFMprobe．Keywords：AFMprobe；coronadischarge；MEMS；ANSYS；non—contactsampling0引言采樣器件是連接SPM和MS的紐帶，也是實(shí)現(xiàn)原位準(zhǔn)原子力顯微鏡(AFM)是一種用于研究物質(zhì)表面物理同步檢測(cè)的關(guān)鍵，國(guó)外利用SPM探針
7、直接與被測(cè)樣品表面特性和進(jìn)行納米加工的有效工具J。但是，AFM雖然能清某個(gè)“興趣點(diǎn)”接觸，使微量的樣品分子或原子粘附到探針楚地觀察到材料表面的微觀物理形貌和結(jié)構(gòu)，卻不易獲知尖端上。但這容易損壞探針和樣品，也可能會(huì)使探針受到其化學(xué)組成成分和分布。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微納結(jié)構(gòu)物化樣品的污染。因此，可以考慮利用AFM探針產(chǎn)生電暈放電特性的原位準(zhǔn)同步分析是關(guān)系到能否提供微納尺度下互相進(jìn)行解吸附電離作用，實(shí)現(xiàn)原位定點(diǎn)非接觸式采樣，以避免“套準(zhǔn)”的物理信息和化學(xué)信息的關(guān)鍵性科技問題，這就要樣品和探針受損，并減輕樣品對(duì)探針的污染。求材料微納結(jié)
8、構(gòu)的化學(xué)信息必須要與其所在的物理位置精電暈放電是當(dāng)電極表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過碰撞游離閾值確地一一對(duì)應(yīng)，即在觀察物理圖像的同時(shí)，要能夠在原位準(zhǔn)時(shí)發(fā)生的氣體局部自持放電現(xiàn)象J?！把┍馈狈烹姭@得的同步地分析化學(xué)信息。目前主要的研究方法是采用掃描探高密度初級(jí)離子與被測(cè)樣品表面碰撞，使后者表面吸附的針顯
