基于STM纳米电加工针尖几何效应的有限元分析和实验研究

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• 作者：杨晔赵万生
• 会议时间：2013-10-25
• 关键词：针尖模型 ; 纳米电加工 ; 扫描探针显微镜 ; 几何效应 ; 有限元分析
• 作者单位：上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室,上海200240
• 母体文献：第15届全国特种加工学术会议论文集
• 会议名称：第15届全国特种加工学术会议
• 会议地点：南京
• 主办单位：中国机械工程学会
• 语种：chi
• 分类号：TH7;TG5

摘要

构造了基于扫描隧道显微镜(STM)电加工装置的针尖-样品模型,利用有限元方法计算获得了加工过程中,不同针尖几何模型下,样品表面和针尖-样品间隙间的电场强度分布;且基于电击穿时的电场强阈值,预测了在纳米尺度间隙下STM电加工过程中相应的刻蚀结果.通过对导电石墨样品表面进行纳米电加工试验,观察到由于针尖顶端的几何差异,加工形成了不同深径比的刻蚀坑,并通过实验确定了最佳加工状态下的针尖曲率半径值,与有限元预测结果相一致,实验结果有效地验证了有限元计算和预测的结果.