基于AFM敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法技术

基于AFM敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法，属于压电驱动技术领域。它能够实现以半接触的方式对其二维高频复杂运动的准确检测。该方法，包括以下步骤：S1.制备PMMA薄膜；S2.搭建加工装置，将PMMA薄膜安装在加工装置上；S3.AFM对PMMA薄膜进行敲击加工，确定AFM探针敲击加工的驱动振幅；S4.AFM原位敲击加工二维高频运动的PMMA薄膜；S5.AFM探针对敲击加工的轨迹进行扫描测量，表征两轴压电剪切叠堆运动的轨迹；S6.实现不同电压及频率下两轴压电剪切叠堆的横向位移、纵向位移及其运动位移表征。本发明专利技术将微纳加工技术中的AFM敲击刻划加工与压电陶瓷结合，实现了对两轴压电剪切叠堆在二维平面的高频运动轨迹的准确表征。表征。表征。

【技术实现步骤摘要】
基于AFM敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法


[0001]本专利技术属于压电驱动
，具体涉及一种测量压电剪切叠堆高频运动位移的方法。

技术介绍

[0002]压电陶瓷材料其逆压电效应能够实现电能向机械能的转变，作为驱动元件被广泛应用于精密定位系统中。因此，对于压电陶瓷在驱动电压的作用下输出位移的准确检测十分重要。目前位移精密测量方式主要有电学测量，光学测量和显微测量。电学测量中利用电容测微仪可以对压电陶瓷位移进行高精度测量，定位精度在5nm之内，但其检测电路的精度会随着输出频率的提高而降低，因此无法对压电陶瓷高频位移进行准确测量。光学测量中较常用的是利用激光干涉仪进行位移测量，目前应用较多，其中双频激光干涉仪分辨率为1nm，最高测量频率可达40kHz。上述方法对压电陶瓷位移测量都是在一维基础上进行的，无法对二维运动位移同时准确测量。由于测量难度较大及设备成本较高等原因，目前对于压电陶瓷二维高频运动位移测量的方法较少。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决两轴压电剪切叠堆在高频电压驱动下的二维高频运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AFM敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.制备PMMA薄膜(2)；S2.搭建加工装置，将PMMA薄膜(2)安装在加工装置上；S3.AFM对PMMA薄膜(2)进行敲击加工，确定AFM探针(1)敲击加工的驱动振幅；S4.AFM原位敲击加工二维高频运动的PMMA薄膜(2)；S5.AFM探针(1)对敲击加工的轨迹进行扫描测量，表征两轴压电剪切叠堆(4)运动的轨迹；S6.实现不同电压及频率下两轴压电剪切叠堆(4)的横向位移、纵向位移及其运动位移表征。2.根据权利要求1所述的基于AFM敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法，其特征在于：所述S1由以下步骤实现：S11.将PMMA颗粒溶解于有机溶剂氯苯中，从而得到PMMA溶液；S12.将PMMA/氯苯溶液滴在单晶硅片(3)，通过旋转单晶硅片(3)，在单晶硅片(3)表面旋涂出PMMA薄膜；S13.将单晶硅片(3)置于烘箱中加热至125℃并烘烤30分钟，完成具有PMMA薄膜(2)的单晶硅片(3)的样品的制备。3.根据权利要求2所述的一种基于AFM敲击加工轨迹测量压电剪切叠堆高频运动位移的方法，其特征在于：所述S12的旋涂前，将切割好的单晶硅晶片(3)分别置于丙酮和乙醇中进行超声清洗，去除表面杂质。4.根据权利要求1所述的一种基于AFM敲击加工轨迹测量压电剪切叠堆高频运动位移的方法，其特征在于：所述S2由以下步骤实现：S21.搭建两轴压电剪切叠堆(4)驱动的加工装置；S22.将具有PMMA薄膜(2)的单晶硅片(3)通过环氧树脂粘接固定在两轴压电剪切叠堆(4)的上端表面；S23.将两轴压电剪切叠堆(4)的下端固定在AFM移动工作台上；S24.将信号发生器(6)、功率放大器(5)、两轴压电剪切叠堆(4)利用导线依次连接。5.根据权利要求1所述的一种基于AFM敲击加工轨迹测量压电剪切叠堆高频运动位移的方法，其特征在于：所述S3由以下步骤实现：S31.在AFM系统中，操纵AFM使AFM探针(1)逼近PMMA薄膜(2)表面；S32.当AFM探针(1)与PMMA薄膜(2)表面接触后，增大AFM探针(1)的敲击振幅，同时使AFM探针(1)在PMMA薄膜(2)表面进行直线刻划；S33.通过对刻划区域进行扫描成像，确定在PMMA薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛勃，尹若楠，何洋，佘美娜，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：