轻敲模式下振荡针尖-悬臂系统的非线性动力学特性
原子与分子团簇
2016-08-16 v1
摘要
振荡针尖-悬臂系统的动力学特性现在广泛应用于扫描力显微镜领域。本工作的目标是获得描述轻敲模式下非接触和间歇接触情况下振荡器非线性动力学特性的解析表达式。研究了三种情况：纯吸引相互作用、纯排斥相互作用以及两者的混合。获得的解析解允许提取一般趋势：非接触和间歇接触表现出非常明显的相位变化。因此，相位测量成为识别针尖在振荡周期内是否接触表面的简单方法。还发现控制动力学特性结构的关键参数是品质因数与约化刚度的乘积。在吸引区域，约化刚度是吸引有效刚度与悬臂刚度之比。在排斥区域，约化刚度是接触刚度与悬臂刚度之比。品质因数起着重要作用。对于大的品质因数，预测无论接触刚度值如何，都可以获得纯形貌。对于较小的品质因数，振荡器对局部机械性能的变化变得更加敏感。因此，改变品质因数（例如使用真空室）将是研究软材料的非常有趣的方法，既可以获取形貌信息，也可以获取纳米力学性能。
引用
@article{arxiv.physics/0510099,
title = {Nonlinear dynamical properties of an oscillating tip-cantilever system in the tapping mode},
author = {Laurent Nony and Rodolphe Boisgard and Jean-Pierre Aimé},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0510099},
year = {2016}
}