[发明专利]一种扫描电镜中凸出AFM探针在纳米线表面的压力传感方法

权利要求书

1.一种扫描电镜中凸出AFM探针在纳米线表面的压力传感方法，其特征在于，该传感方法由三个步骤组成：1)基于视觉追踪的AFM悬臂梁弯曲挠度计算，得到Δ_z，2)AFM刚度矫正，得到矫正后刚度系数k_z，3)AFM转矩矫正，得到矫正后的转矩为T_z，扫描电镜中凸出AFM探针在纳米线表面压力F_z的传感方法为：压力＝AFM悬臂梁弯曲挠度×矫正刚度系数×矫正转矩，即F_z＝k_z·T_z·Δ_z；

其中，该传感方法的步骤1)基于视觉追踪的AFM悬臂梁弯曲挠度的计算流程如下：

(1)设定AFM悬臂梁根部移动位移＝Z；

(2)将AFM探针根部连接在纳米定位器上，操控纳米定位平台移动位移Z；

(3)利用计算机视觉算法检测得到AFM悬臂梁尖部移动的位移量，设为z₀，其中纳米操控平台的倾斜角为θ；

(4)通过坐标系变换得到AFM悬臂梁尖部在垂直悬臂梁所在轴的位移量z′₀，z′₀＝z₀/sinθ；

(5)最终得到AFM悬臂梁弯曲挠度Δ_z＝Z-z′₀；

其中，该传感方法的步骤2)AFM刚度矫正的计算流程如下：首先计算其中k_c为AFM悬臂梁固有弹性系数，作用方向垂直于悬臂梁所在平面，E为硅的杨氏模量，w为AFM悬臂梁宽度，t为AFM悬臂梁厚度，L为AFM悬臂梁长度；然后计算得到矫正后刚度系数θ为AFM悬臂梁与水平样本面的夹角；

其中，该传感方法的步骤3)AFM转矩矫正的计算流程如下：首先计算其中k_zθ为AFM悬臂梁作用于纵向扭矩方向的弹性系数，E、w、t、L定义同上，然后得到矫正后的转矩其中H为AFM探针针尖长度，α为AFM探针针尖延长线与样本平面法向量之间的夹角，k_c和θ定义同上。