提出了一种将高位移分辨率的压电陶瓷致动器与大驱动力的电磁致动器进行有机结合,实行优势互补的新方法.基于新原理研制的实验样机获得了较好的技术性能指标,即驱动力300N,刚度95N/μm;分辨率1nm;最大位移4μm.研究工作为大驱动力高刚度纳米致动开辟了一条新的途径.

根据各向异性湿法刻蚀针尖的自锐效应模型和晶面交点模型, 设计了AFM探针针尖加工工艺流程,并进行了针尖加工实验.通过分析实验结果并结合晶面交点模型,分别得到了针尖形状与蚀液浓度、刻蚀液温度、添加剂、掩模方向的关系.结合自锐效应模型,得到了(100)硅片刻蚀针尖自锐条件.最后对工艺参数进行了优化,采用15 mol/L的KOH溶液,在70 ℃,并且方形掩模边缘平行于<110>方向,可以得到满足自锐效应的、重复率高、表面粗糙度小、高宽比为1.56的单晶硅针尖.

碳纳米管具有很小的半径、较高的纵横比、高的柔软性能、独特的化学结构和确定的电子特性,这一系列性质使得它很适合用作原子力显微镜针尖.针尖的制作原先是手工操作,目前应用较广泛的是化学汽相沉积法(CVD).这种针尖使原子力显微镜的分辨率得到很大的提高,纳米操纵能力大大加强.