基于原子力显微镜的纳米机械加工与检测技术

基于原子力显微镜(AFM)的纳米机械加工与检测技术是近年来飞速发展的一个研究领域。本书主要把作者课题组近年来的相关研究工作做了一个阶段性的归纳和总结，内容包括:纳米机械加工表面的微观形貌检测方法;纳米机械加工表层形成机理;基于AFM的纳米机械加工技术;基于AFM的工程应用。

本书对从事纳米加工技术、纳米检测技术以及超精密加工工艺等的研究人员有重要的参考价值，同时也可作为机械类研究生的参考书。

第1篇 纳米机械加工表面的微观形貌检测方法

第1章 纳米机械加工表面微观形貌检测方法

1.1 表面微观形貌的评价方法与评价体系

1.2 超光滑表面微观形貌检测仪器分析与选择

1.2.1 触针式表面测量技术

1.2.2 光学式表面测量技术

1.2.3 扫描显微镜表面测量技术

1.3 表面微观形貌的检测与结果分析

1.3.1 典型表面微观形貌测量仪器

1.3.2 表面形貌的检测实验

1.3.3 表面形貌检测结果分析

1.4 纳米机械加工表面形貌测量技术发展

参考文献

第2章 三维表面微观形貌的表征与检测

2.1 三维表面微观形貌的检测技术与国际标准表征

2.1.1 三维表面测量和分析中涉及的几个问题

2.1.2 三维表面形貌的表征参数

2.2 三维表面微观形貌的谱矩表征

2.3 轮廓/表面功率谱密度理论及应用

2.3.1 功率谱密度定义及其计算方法

2.3.2 应用功率谱密度理论对比不同测量仪器结果

2.3.3 应用功率谱密度理论研究超精密加工工艺

2.4 三维表面微观形貌的分形表征及应用

2.4.1 三维分形维数的计算

2.4.2 几种工程表面的分形维数测量

2.5 原子力显微镜的采样条件参数优化

2.5.1 方法描述

2.5.2 应用频谱分析确定采样条件的实验

2.5.3 应用频谱分析确定合理采样条件的步骤

参考文献

第2篇 纳米机械加工表层形成机理

第3章 纳米机械加工的分子动力学建模与仿真

3.1 晶体铜纳米加工的分子动力学模型

3.2 分子动力学基本原理

3.2.1 经典牛顿运动方程的求解方法

3.2.2 描述原子相互作用的势能函数

3.2.3 模拟实验条件的系综

3.2.4 其他设置

3.3 晶体铜建模技术

3.3.1 晶体结构

3.3.2 单晶铜建模

3.3.3 双晶铜建模

3.3.4 纳米晶铜建模

3.4 晶体缺陷

3.4.1 晶体缺陷分类

3.4.2 位错缺陷

3.5 晶体缺陷分析技术

3.5.1 中心对称参数(CSP)

3.5.2 共近邻分析(CNA)

3.5.3 Ackland键角分析(BAD)

参考文献

第4章 晶体铜纳米机械加A工机理

4.1 纳米机械加工单晶铜

4.1.1 单晶铜纳米机械加工机理

4.1.2 其他参数对纳米机械加工单晶铜的影响

4.2 纳米机械加工双晶铜

4.2.1 包含任意晶界的双晶铜纳米机械加工机理

4.2.2 包含孪晶界的双晶铜纳米机械加工机理

4.3 纳米机械加工纳米晶体铜

4.3.1 全三维纳米晶体铜纳米机械加工机理

4.3.2 准三维柱状纳米晶体铜纳米机械加工机理

参考文献

第5章 纳米机械加工亚表面损伤层的定量预测

5.1 晶体铜纳米机械加工亚表面损伤层形成机理

5.2 基于单个原子势能的亚表面变形层定量预测

5.2.1 原子势能的变化模型

5.2.2 基于原子势能的变化模型的亚表面损伤层定量预测

第3篇 基于AFM的纳米机械加工技术

第4篇 基于AFM的工程应用

术语索引