[发明专利]基于原子力显微镜恒高模式的纳米微小结构加工方法

摘要

基于原子力显微镜恒高模式的纳米微小结构加工方法，本发明涉及纳米量级微小结构的加工方法。它克服了现有的AFM的纳米微小结构加工方法加工深度不可人为设定以及所能精确加工的尺寸范围非常有限的缺陷。本发明系统增加了三维微动工作台控制电路和三维微动工作台，本方法的主单片机通过三维微动工作台控制电路驱动三维微动工作台完成高度方向上的运动，使探针的针尖刺入被加工工件表面；探针所受反作用力在悬臂上产生的变形量被光杠杆测角装置检测到并传送给主单片机，三维微动工作台持续进行高度方向上的进给，直到用户的加工深度设定值等于三维微动工作台高度方向上的进给量减去悬臂上产生的变形量，直到刻划工作结束。

主权项

1、基于原子力显微镜恒高模式的纳米微小结构加工方法，本方法的系统包括计算机(3)、主单片机(4)、显示器及键盘(5)、AFM加工驱动电路(8)、AFM微悬臂加工系统(9)和AFM微悬臂光杠杆检测电路(10)，AFM微悬臂加工系统(9)包括扫描陶管(9-1)、悬臂(9-2)、探针(9-3)和光杠杆测角装置(9-4)，计算机(3)的通信端口连接主单片机(4)的一个通信端口，主单片机(4)的另一个通信端口连接显示器及键盘(5)的通信端口，主单片机(4)的一个输出端连接AFM加工驱动电路(8)的输入端，AFM加工驱动电路(8)的输出端连接AFM微悬臂加工系统(9)的输入端，AFM微悬臂加工系统(9)的信号输出端连接AFM微悬臂光杠杆检测电路(10)的输入端，AFM微悬臂光杠杆检测电路(10)的输出端连接主单片机(4)的输入端，其特征在于它还包括三维微动工作台控制电路(6)和三维微动工作台(7)，主单片机(4)的另一个输出端连接三维微动工作台控制电路(6)的输入端，三维微动工作台控制电路(6)的输出端连接三维微动工作台(7)的输入端；本方法包括如下步骤：一、通过计算机(3)输入被加工工件(11)的加工参数，被加工工件(11)固定在三维微动工作台(7)上；二、AFM微悬臂加工系统(9)的探针(9-3)针尖接触被加工工件(11)表面；三、主单片机(4)通过三维微动工作台控制电路(6)驱动三维微动工作台(7)完成高度方向上的运动，使探针(9-3)的针尖刺入被加工工件(11)表面；同时，探针(9-3)所受反作用力在悬臂(9-2)上产生的变形量v被光杠杆测角装置(9-4)检测到并通过AFM微悬臂光杠杆检测电路(10)传送给主单片机(4)，在主单片机(4)的控制下三维微动工作台(7)持续进行高度方向上的进给，直到用户的加工深度设定值(h)等于三维微动工作台(7)高度方向上的进给量(V)减去悬臂(9-2)上产生的变形量(v)；四、主单片机(4)通过三维微动工作台控制电路(6)驱动三维微动工作台(7)完成水平方向上的运动，直到刻划工作结束。