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作者：杨文铎;梁文峰;孙健;杨铁;
单位：沈阳建筑大学机械工程学院;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;沈阳智能机器人创新中心有限公司;中国科学院机器人与智能制造创新研究院;
摘要：原子力显微镜具有纳米尺度高分辨率，因而，在纳米领域检测中发挥着无可替代的作用。然而，原子力显微镜测头与其系统相集成引起的机械振动噪声，影响了原子力显微镜的成像与检测精度，限制了其在半导体领域的应用。针对该问题，文中提出了柔性铰链减振平台，旨在提升原子力显微镜半导体成像与检测精度。通过开展柔性铰链结构建模研究，发现了柔性铰链的隔振性能与其弹性系数负相关。运用有限元仿真方法，研究了柔性铰链个数、层数、厚度及宽度因素对特征频率和应力分布的影响，发现减振平台中的柔性铰链为4个、层数为9层、厚度为2 mm及宽度为1.8 mm时，可实现振动噪声的最大衰减且柔性铰链不会发生损伤。开展了基于柔性铰链减振平台的原子力显微镜半导体成像与检测实验研究，实验结果表明：柔性铰链减振平台的尺寸仅为2 mm×30 cm×30 cm;减振平台对10～40 Hz频段的振动具有最大25 dB的衰减作用；在30 Hz以上，待测点与样品之间的振动可控制在0.2 nm以下；成像分辨率为1 nm。实验结果证明了研制的减振平台可实现振动噪声的有效衰减，极大提升了原子力显微镜半导体成像与检测精度，为原子力显微镜减振平台轻量化、小型化提供了支撑。
关键词：原子力显微镜;;减振平台;;柔性铰链;;振动测量
