基于半导体制冷元件的新型湿度测量器

在探索新型湿度测量原理,利用温差、湿度与水蒸气液化速率的关系制作一个能够形成恒定温差的装置,进一步通过测量温差和恒定温差表面的水分含量得到空气的湿度。设定一个环境湿度的标定值作为对照,衡量自制湿度器所得结果的可靠性。     

光纤陀螺寻北仪在测量当地纬度时的一些探讨

光纤陀螺可以测量自身轴向角速度的大小,利用它的这种敏感性便可实现寻北和实验室所在纬度的测量.本文在简要介绍光纤陀螺寻北仪实验的基础上,着重对纬度的两种不同定义方法及其计算结果进行了分析,同时讨论了目前国际上通用的纬度计算方法与我国通用方法之间的关系,给出了它们之间的转换方法.     

基于小波变换的多频静电力显微镜动态过程测量方法

静电力显微镜(electrostatic force microscopy,EFM)具有较高的灵敏度和空间分辨率,在新能源材料静电性质的测量中被广泛应用.时间分辨静电力显微镜技术主要用于材料的动态电学性质测量,该技术中常用的泵浦探测方法存在设备装置复杂、成本昂贵、测量存在不确定性等问题.本文采用直接时域测量方法,减小了测量的实现复杂度,通过应用多频激励或者激励悬臂高阶模态的方法实现了EFM多种参数同时测量和时间分辨率的提高,达到了微秒级的时间分辨率,并应用小波变换对测量得到的探针信号进行分析,实现了对材料动态电学性质的提取.通过应用该技术进行仿真实验,实现了对模拟样品电势衰减过程中的动态电势变化和模拟电池放电过程中的离子运动特征时间等性质的测量.     

幅度调制原子力显微镜仿真平台

基于欧拉-伯努利模型,对幅度调制原子力显微镜( AM-AFM)进行建模,采用P]D控制器进行反馈控制,建立了一套幅度调制原子力显微镜仿真平台.仿真结果表明,该平台准确地模拟了AM-AFM探针接近样品和扫描样品的过程中探针的运动状态及AM-AFM的工作系统,可作为大学生做原子力显微镜实验的辅助工具,使学生对AM-AFM的...     

基础物理实验课后的思考

物理实验课的课后讨论需要引起重视,同时这是尊重和提高学生的自主创新能力的必要途径。提出物理实验课课后开设讨论答疑课的必要性和重要性。阐述了开设实验课后讨论答疑课可以采取的方式和方法,目的是实现学生与教师的综合素质在学与教的过程中相互促进与相互提高。     

衬底温度对Cu2O薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了Cu2O薄膜。系统研究了衬底温度对薄膜结构、光学和电学性能的影响。XRD的结果显示,在所有衬底温度条件下均可得到单相的Cu2O结构,而且随着衬底温度由500 K升至800 K,薄膜表现出(111)择优取向的生长特点。电学和光学测试结果表明,室温电导率和光学带隙随着衬底温度的升高而增加,800 K制备的薄膜的带隙值最高约为2.58 eV。     

Theory of higher harmonics imaging in tapping-mode atomic force microscopy

The periodic impact force induced by tip-sample contact in tapping mode atomic force microscope (AFM) gives rise to non-harmonic response of a micro-cantilever. These non-harmonic signals contain the full characteristics of tip-sample interaction. A complete theoretical model describing the dynamical behaviour of tip--sample system was developed in this paper. An analytic formula was introduced to describe the relationship between time-varying tip--sample impact force and tip motion. The theoretical analysis and numerical results both show that the time-varying tip--sample impact force can be reconstructed by recording tip motion. This allows for the reconstruction of the characteristics of the tip--sample force, like contact time and maximum contact force. It can also explain the ability of AFM higher harmonics imaging in mapping stiffness and surface energy variations.     

原子力显微镜探针悬臂几何结构变化对高次谐波信息增强的研究

轻敲模式原子力显微镜高次谐波信号包含待测样品表面纳米力学特性等方面的信息, 但是传统原子力显微镜的高次谐波信号非常微弱. 里兹法证明在探针悬臂的特定位置打孔可以实现探针的内共振从而增强高次谐波信号强度. 本文通过有限元仿真计算获得探针第一共振频、第二共振频及其比值随着孔的尺寸和位置变化的规律. 在实验上通过聚焦离子束在探针悬臂上打孔使其第二共振频约为第一共振频的6倍, 提高了第6次谐波信号的信噪比, 并在实验室研制的高次谐波成像实验装置上获得了6次谐波图像. 关键词： 轻敲模式原子力显微镜 探针悬臂几何结构 高次谐波 聚焦离子束加工     

原子力显微镜高次谐波幅度对样品弹性性质表征的研究

轻敲模式下原子力显微镜微悬臂探针在接近其基态共振频率的外加驱动下振荡, 其末端针尖周期性靠近、远离样品, 产生于针尖与样品非线性相互作用过程中的高次谐波信号包含更多的待测样品表面纳米力学特性等方面的信息. 通过理论分析、计算, 系统地研究了针尖与样品接触时间受样品弹性模量的影响, 以及高次谐波幅度与接触时间的关系, 获得了通过高次谐波幅度区分待测样品表面弹性性质差异的规律. 并在自制的高次谐波成像实验装置上, 得到了与理论预期一致的实验结果. 关键词： 轻敲模式原子力显微镜 接触时间 高次谐波幅度 弹性模量     

基于光纤陀螺的教学实验寻北仪

光纤陀螺可测量沿其轴向转动角速度,利用此功能通过四位置法可以实现寻北、实验室所在纬度以及地球自转角速度的测量.本文介绍光纤陀螺寻北仪和四位置法的工作原理.另外还介绍了寻北仪的实验装置和基本操作过程,以及对数据的处理方法.