纳米尺度几何量和机械量测量技术

第1章 纳米尺度线宽（CD）测量

1.1 概述

1.1.1 纳米尺度线宽（CD）测量研究的应用背景

1.1.2 Nano 1线宽测量国际比对项目

1.1.3 常用的线宽测量技术和方法简介

1.1.4 纳米线宽（CD）测量的研究现状

1.1.5 目前线宽测量工具存在的缺点与不足

1.2 原子力显微镜AFM及其在线宽测量中的应用

1.2.1 原子力显微镜概述

1.2.2 AFM在线宽测量中的应用

1.2.3 原子力显微镜的最新发展

1.3 线宽的测量模型与算法

1.3.1 基于最小二乘法原理的测量模型

1.3.2 基于最小二乘模型的测量结果分析

1.3.3 使用不同探针测量结果的比较

1.4 扫描图像数据的分析及误差修正

1.4.1 探针膨胀作用的消除

1.4.2 扫描图像的滤波去噪

1.4.3 样本倾斜位置的修正

1.5 线宽测量误差及不确定度分析

1.5.1 不确定度的估计与合成

1.5.2 线宽的计算及误差修正

1.5.3 线宽测量的不确定度分析

1.5.4 实验与不确定度值的估算

1.6 双图像拼接法的研究

1.6.1 双图像拼接法的提出

1.6.2 刚体的空间位置变换

1.6.3 扫描图像的匹配

1.6.4 图像的插值和拟合

1.6.5 实验与结果分析

参考文献

第2章 纳米尺度边缘粗糙度（LER）测量

2.1 概述

2.1.1 纳米尺度边缘粗糙度（LER）测量的研究背景

2.1.2 线边缘粗糙度的研究内容及其发展

2.1.3 线边缘粗糙度测量技术的研究现状

2.1.4 线边缘粗糙度测量的关键问题分析

2.2 线边缘粗糙度的定义及其表征参数的研究

2.2.1 线边缘粗糙度测量的需求分析

2.2.2 线边缘粗糙度的定义研究

2.2.3 线边缘粗糙度的表征参数

2.3 基于AFM的线边缘粗糙度测量模型

2.3.1 测量样本与测量条件

2.3.2 线边缘粗糙度测量模型的建立

2.3.3 测量结果与分析

2.4 线边缘粗糙度的多尺度表征方法研究

2.4.1 线边缘粗糙度特性分析

2.4.2 基于冗余第二代小波变换的LER多尺度表征

2.4.3 随机轮廓仿真与分析

2.4.4 测量结果与分析

2.5 AFM测量线边缘粗糙度影响因素的研究

2.5.1 探针对扫描图像的影响

2.5.2 AFM扫描图像噪声的影响

2.5.3 压电晶体驱动精度的影响

2.5.4 扫描采样间隔的影响

参考文献

第3章 纳米尺度微力、杨氏模量和刚度测量

3.1 概述

3.1.1 纳米尺度力学量测量的研究意义和背景

3.1.2 AFM在纳米尺度力学测量中的应用状况

3.1.3 微悬臂梁制造与应用状况

3.1.4 微悬臂梁刚度测量的研究现状

3.2 微悬臂梁频率响应特性研究

3.2.1 微悬臂梁振动分析

3.2.2 基于有限元法的微悬臂梁频率响应特性仿真

3.2.3 杨氏模量与离面弯曲固有频率关系模型

3.3 流体环境对微悬臂梁频率响应影响研究

3.3.1 简化分析法

3.3.2 微悬臂梁尺寸效应和流固耦合效应

3.3.3 简化气弹模型方法

3.3.4 计算流体力学方法

3.4 微悬臂梁刚度测量方法研究

3.4.1 微悬臂梁杨氏模量测试

3.4.2 微悬臂梁刚度测量

3.4.3 刚度测量结果与分析

3.5 微悬臂梁刚度校正

3.5.1 安装倾斜角对刚度的影响分析

3.5.2 针尖位置对微悬臂刚度的影响分析

3.5.3 接触刚度对微悬臂梁刚度影响的分析

3.5.4 面内变形对刚度的影响分析

3.5.5 等效刚度综合校正

参考文献

第4章 微纳尺度固液界面边界条件测量

4.1 概述

4.1.1 研究背景

4.1.2 疏水表面纳米气泡研究进展

4.1.3 固液界面边界滑移研究进展及其测量技术

4.1.4 纳米气泡与边界滑移关系研究进展

4.1.5 纳米气泡与边界滑移研究中存在的问题

4.2 聚苯乙烯表面纳米气泡AFM成像

4.2.1 改进的液体中微悬臂夹持器

4.2.2 聚苯乙烯表面纳米气泡特征

4.2.3 影响纳米气泡成像扫描参数

4.2.4 力调制模式下探针与纳米气泡的相互作用研究

4.3纳米气泡产生纳米凹痕的机理研究

4.3.1 纳米气泡存在对聚苯乙烯表面的影响

4.3.2 疏水表面纳米凹痕形成

4.3.3 纳米凹痕形成机理

4.4表面纳米结构提高纳米气泡非移动性研究

4.4.1 纳米尺度动态接触角测量技术

4.4.2 纳米气泡非移动性理论模型

4.4.3 纳米气泡非移动性实验验证

4.5 固液界面滑移长度测量方法的研究

4.5.1 纳米气泡与边界滑移关系模型

4.5.2 实验装置及样品制备

4.5.3 接触模式AFM滑移长度的测量

4.5.4 敲击模式AFM滑移长度的测量

4.5.5 纳米气泡与边界滑移关系的实验验证

参考文献

附录作者发表的与本书相关的文章 目录

术语索引

纳米科学与技术是近年来在全球范围内广受重视的一门飞速发展的新兴学科，而纳米测量学与纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学和纳米光学一样，已经成为纳米科学与技术的重要研究方向之一。《纳米尺度几何量和机械量测量技术/国家出版基金资助项目“十二五”国家重点图书》在总结作者科研工作的基础上，较全面地对纳米尺度线宽（CD）测量，纳米尺度边缘粗糙度（LER）测量，纳米尺度微力、杨氏模量和刚度测量以及微纳尺度固液界面边界条件测量进行了论述。书中多为作者多年从事纳米测量相关研究的科研成果、实践经验与心得体会。
　　《纳米尺度几何量和机械量测量技术/国家出版基金资助项目“十二五”国家重点图书》对从事该领域研究工作的科研人员具有一定的借鉴意义。