[发明专利]一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法

说明书

本发明公开了一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法，涉及测量技术领域，该方法包括：根据范德华相互作用能的表达式，分别得到单位长度的纳米线与基底之间的内聚能关系式，对其分别积分得到两者之间的总体内聚能表达式；根据虚功原理得到剥离力所做虚功的表达式，根据能量守恒确定系统能量的增量与虚功相等，得到关于剥离力的等式方程；对等式方程求解得到剥离力表达式，根据给定的纳米线半径以及纳米线与基底之间的垂直距离和剥离角度，利用剥离力表达式计算纳米线与基底之间剥离力大小。解决了剥离力测量的难度大、成本高和测量效率低的问题，达到了降低测量成本和复杂度同时提高测量准确度的效果。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法。

背景技术

纳米线由于独特的结构和优异的性能，被广泛用于太阳能利用、燃料电池、高效催化剂、场发射器件以及纳米生物系统等领域。为了设计和制造可靠的纳米电子器件，纳米线与基底的粘合行为非常关键。

纳米线尺寸十分微小，其直径一般介于几纳米至几十纳米之间，测量难度非常大。目前测量纳米线与基底之间剥离力的方法都需要借助多种高精度的测量仪器，由于条件苛刻，测量难度大，成本高，并且操作流程复杂导致测量效率低。

发明内容

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法，包括如下步骤：根据范德华相互作用能的表达式，分别得到单位长度的纳米线与基底之间的内聚能关系式，对所述单位长度的纳米线与基底之间的内聚能关系式分别积分得到纳米线与基底之间的总体内聚能表达式；

根据虚功原理得到剥离力所做虚功的表达式，根据能量守恒确定系统能量的增量与虚功相等，得到关于所述剥离力的等式方程；

对关于所述剥离力的等式方程求解，得到所述纳米线与基底之间剥离力的表达式，根据给定的纳米线半径以及所述纳米线与基底之间的垂直距离和剥离角度，利用所述纳米线与基底之间剥离力的表达式计算所述纳米线与基底之间剥离力的大小。

其进一步的技术方案为：所述系统能量包括内聚能、弹性能和弯曲能。

其进一步的技术方案为：所述根据给定的纳米线半径以及所述纳米线与基底之间的垂直距离和剥离角度，利用所述纳米线与基底之间剥离力的表达式计算所述纳米线与基底之间剥离力的大小之前，还包括：

对于纳米线，分别测量所述纳米线的半径、所述纳米线与基底之间的垂直距离和剥离角度。

本发明的有益技术效果是：

通过范德华相互作用能的表达式得到纳米线与基底之间的内聚能表达式，根据虚功原理得到剥离力所做虚功的表达式，根据能量守恒得到剥离力的等式方程，对等式方程求解得到剥离力的表达式，根据纳米线半径、纳米线与基底之间的垂直距离和剥离角度即可计算出纳米线与基底之间剥离力的大小。采用内聚力模型结合虚功原理和能量守恒计算纳米线与基底之间的剥离力，提高了纳米线与基底之间剥离力测量结果的准确度，同时降低了测量的成本和复杂程度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的纳米线与基底之间的空间分布示意图。

图3是本发明实施例提供的纳米线从基底剥离时的过程示意图。

图4是本发明实施例提供的另一种用于测量纳米线与基底之间剥离力的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。