应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究

石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模 关键词： 扫描探针显微镜 石英音叉 振动模式 机械模型     

光子扫描隧道显微镜的光电成像系统研究

本文论述了光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微成像机理、成像规律，针对具体的物理模型进行数值模拟计算，并得到了与实际探测相一致的场分布规律。采用自行研制的光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微实验系统对多种样品进行了表面显微成像研究，获得了关于样品表面三维立体图像信息，通过多种图像处理手段对原始图像进行后期处理，得到了更具视觉效果、更为逼真的样品表面图像。     

蜂窝网络中基于D2D位置的联合模式选择与资源分配方案

蜂窝网络中的D2D(device-to-device,终端直通)技术可以提高频谱资源利用率和用户的吞吐量,然而,D2D通信会对蜂窝用户和其他D2D用户产生干扰,合适的模式选择与资源分配方案就变得相当重要。研究了蜂窝用户和D2D用户的干扰情况,并提出了一种基于D2D位置的联合模式选择与资源分配方案,该方案根据D2D用户在小区中的位置和终端的干扰情况对D2D用户的通信模式和资源的复用方式进行了优化,从而提升系统下行链路的性能。仿真结果表明,相比于已有方案和纯蜂窝方案,采用基于位置的联合模式选择与资源分配方案能得到更高的系统吞吐量。     

SSX型扫描隧道显微镜及材料表面粗糙度的检测

材料表面相糙度对其机械性能有很大影响,因此对粗糙度的检测是非常重要的。多年来人们一直努力发展粗糙度的检测技术,相继出现了干涉显微镜,接触式轮廓仪等仪器。这些仪器虽然能以较高的深度分辨率在常压下检测多种不同材料表面,但横向分辨率低。例如:接触式轮廓仪的最大横向分辨率只有100nm,即不能探测小于100nm的微观结构。扫描电镜虽然有较高的横向分辨率,但其深度分辨率较低,并且只能在真空环境中工作。八十年代初发展起来的扫描隧道显微镜(STM)开创了观测材料表面微观结构的新途径。这种仪器即使工作在大气环境中也能同时以很高的横向分辨率(最高～0.2nm)和深度分辨率(最高～0.01nm)给出金属、半导体等材料表面的三维图象。本文介绍了我们自己研制的STM并讨论了用STM     

低球差系数扫描电镜物镜的设计

扫描电镜需要提供尽可能小的电子束直径,足够大的电子束流和尽可能大的工作距离。在很多情况下,物镜的球差作为主要象差限制了信噪比,而且球差系数随工作距离的加长而剧增。线性增长的场分布,在长工作距离的情况下,可以得到很小的球差系数。在磁透镜极靴中增夹铜片能够形成接近线性增长的场分布。文献采用增加铜片的方法,在扫描电镜上极靴中与主间隙S相距a_1处附加一子间隙S_1(图1),使工作距离L(从下极靴内表面起)为30mm,放大倍数M=0时球差系数降为原来DX5物镜的50％(表1中的DX5—1)。在此基础上,利用Munro程序进行计算,在不夹铜片的情况下,增大主间隙S,使S/D=1的DX5a物镜也可收到相近的效果。这里D=1/2(D_1+D_2)为上、下极靴内孔直径D_1及D_2的平均值。在上极靴中加一铜片的DX5a—1物镜在工作距离分别为15,20,30及40mm时球差系数可进一步减小到原DX5物镜的62,51,41及36％。这时色差系数略有增大,可用提高电源稳定度等方法来减小其影响。     

接触状态对叶根轮槽应力分布影响的研究

汽轮机叶片叶根、轮槽连接区域常因加工误差及磨损等原因导致接触状态的改变,从而改变整个区域应力分布并大大降低汽轮机的使用寿命。本文运用数字光弹性技术实验测试了长叶片叶根、轮槽在不同接触状态下的应力分布情况,同时结合有限元进行了仿真计算。结果表明,叶根、轮槽对称接触时,全部齿同时接触的应力集中系数最小且分布较均匀;而当部分接触齿产生间隙时,接触状态发生显著变化,应力集中系数明显增大;尤其是当左右齿非对称接触时,最大应力集中系数明显增大且应力分布不均匀。本文研究可为叶根、轮槽的优化设计、加工以及叶片的装配、维护提供实验依据。     

大范围高分辨扫描隧道显微镜的研究

八十年代初问世的扫描隧道显微镜Scanning Tunneling Micrdscope(简称STM)是一种新型表面观测仪器。在三维空间都达到原子分辨率,对样品无任何破坏性以及可在超高真空、大气甚至液体中工作等独特优点使其在短短几年里得到了飞速发展并获得了广泛应用。。为进一步提高STM性能,扩大应用领域,本文将讨论一种大范围高分辨扫描隧道显微镜。分辨率和扫描范围是衡量STM性能的两个主要技术指标。目前绝大多数具有原子分辨率的STM,最大扫描范围局限在1微米左右,主要用于原子或纳米尺度下观察结构均匀的材料表面。但是,实际应用中存在的以下几个问题显露了现有STM扫描范围小的不足以及研制大范围高分辨STM的必要。第一、     

扫描电子显微镜发展动态

扫描电子显微镜(简称扫描电镜)是近十余年朱迅速发展起来的一种大型精密电子光学仪器.它具有以下特点:(1)分辨本领高、景深长、成象富有立体感、试样制备简单;(2)和X光微区分忻仪、俄歇电子谱仪、电子能量损失谱仪、二次离子质谱仪以及通道电子衍射技术等相结合,可以在观察微区形貌的同时,逐点分析试样的化学成份及结构;(3)可用于观察半导体器件的工作状态,检查其失灵原因;(4)可用于研究材料的阴极发光性质,等等.因此它的应用范围日益广泛.自1965年末扫描电子显微镜开始有商品以来,到1973年的短短七、八年内,据不完全统计,全世界已有2500台…     

TDX-200F透射电镜高压测试系统的设计与应用

本文针对加速电压稳定度、电压值及加速电压纹波值性能指标设计了TDX-200F透射电镜高压电源测试系统.首先阐述了系统的工作原理,然后根据基本测试功能和主要技术指标设计了高压测试系统.该系统采取虚拟仪器技术,大大提高测试效率,经过现场调试,现已用于新研制的TDX-200F场发射枪透射电子显微镜高压系统测试中.实验证明该测...     

基于H∞控制理论的无线通信系统中滤波器设计

在无线通信系统中,如何最大限度地削弱信道及通信设备中的不利因素对通信质量的影响具有重要意义。通过对CDMA通信系统模型的建立,基于H∞控制理论设计该CDMA系统中的回路滤波器,用于最大限度减小信道衰落,MAI等对SINR的影响。该回路滤波器是利用遗传算法(GA)求解的,并在之后的仿真中验证了其在提高通信系统SINR的重要作用。