借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學(xué)測(cè)試法，利用原子力顯微鏡探針的納米操縱能力對(duì)一維納米材料施加彎曲或拉伸載荷。施加彎曲載荷時(shí)，原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結(jié)構(gòu)高自山端國(guó)雙固支結(jié)構(gòu)的中心位置,彎曲撓度和載荷通過(guò)原子力顯微鏡探針懸曾梁的位移和懸臂梁的剛度獲取，依據(jù)連續(xù)力學(xué)理論，由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能參數(shù)。這種方法加載機(jī)理簡(jiǎn)單,相對(duì)拉伸法容易操作，缺點(diǎn)是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測(cè)納米試樣相比較大,撓度較大時(shí)探針的滑動(dòng)以及試樣中心位置的對(duì)準(zhǔn)精度嚴(yán)重影響測(cè)試精度3、借助微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的片上納米力學(xué)測(cè)試法基于 MEMS 的片上納米力學(xué)測(cè)試法采用 MEMS 微加工工藝將微驅(qū)動(dòng)單元、微傳感單元或試樣集成在同一芯片上，通過(guò)微驅(qū)動(dòng)單元對(duì)試樣施加載荷，微位移與微力檢測(cè)單元檢測(cè)試樣變形與加載力，進(jìn)面獲取試樣的力學(xué)性能。納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為，從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。北京半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試
微納米材料力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)可移動(dòng)范圍：250mm x 150mm；步長(zhǎng)分辨率：50nm；Encoder 分辨率：500nm；較大移動(dòng)速率：30mm/S；Z stage?？梢苿?dòng)范圍：50mm；步長(zhǎng)分辨率：3nm；較大移動(dòng)速率：1.9mm/S。原位成像掃描范圍。XY 方向：60μm x 60μm；Z 方向：4μm；成像分辨率：256 x 256 像素點(diǎn)；掃描速率：3Hz；壓頭原位的位置控制精度：＜+/-10nm；較大樣品尺寸：150mm- 200mm。納米壓痕試驗(yàn)：測(cè)試硬度及彈性模量（包括隨著連續(xù)壓入深度的變化獲得硬度和彈性模量的分布）以及斷裂韌性、蠕變、應(yīng)力釋放等。 納米劃痕試驗(yàn)：獲得摩擦系數(shù)、臨界載荷、膜基結(jié)合性質(zhì)。納米摩擦磨損試驗(yàn) ：評(píng)價(jià)抗磨損能力。在壓痕、劃痕、磨損前后的SPM原位掃描探針成像: 獲得微區(qū)的形貌組織結(jié)構(gòu)。北京半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試納米力學(xué)測(cè)試可以用于評(píng)估納米材料的性能和質(zhì)量，以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。
用透射電鏡可評(píng)估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測(cè)定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。AFM對(duì)于樣品的要求較低，AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進(jìn)行納米材料研究中，AFM能夠分析納米材料的表面形貌，AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測(cè)量、記錄、分析等多項(xiàng)步驟，電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。
納米壓痕技術(shù)通過(guò)測(cè)量壓針的壓入深度，根據(jù)特定形狀壓針壓入深度與接觸面積的關(guān)系推算出壓針與被測(cè)樣品之間的接觸面積。因此，納米壓痕也被稱為深度識(shí)別壓痕(depth-sensing indentation，DSI) 技術(shù)。納米壓痕技術(shù)的應(yīng)用范圍非常普遍，可以用于金屬、陶瓷、聚合物、生物材料、薄膜等絕大多數(shù)樣品的測(cè)試。納米壓痕相關(guān)儀器的操作和使用也非常方便，加載過(guò)程既可以通過(guò)載荷控制，也可以通過(guò)位移控制，并且只需測(cè)量壓針壓入樣品過(guò)程中的載荷位移曲線，結(jié)合恰當(dāng)?shù)牧W(xué)模型就可以獲得樣品的力學(xué)信息。納米力學(xué)測(cè)試可以幫助解決材料在實(shí)際使用過(guò)程中遇到的損傷和磨損問(wèn)題。
除了采用彎曲振動(dòng)模式進(jìn)行測(cè)量外，Reinstadtler 等給出了探針扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式測(cè)量側(cè)向接觸剛度的理論基礎(chǔ)。通過(guò)同時(shí)測(cè)量探針微懸臂的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，Hurley 和Turner提出了一種同時(shí)測(cè)量各向同性材料楊氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用軟探針的高階模態(tài)進(jìn)行AFAM 定量化測(cè)試的方法，可以使探針施加在樣品上的力減小到10 nN，極大地?cái)U(kuò)展了這一方法的應(yīng)用范圍。Killgore 和Hurley提出了一種新的脈沖接觸共振的方法，將接觸共振與脈沖力模式相結(jié)合，不只能測(cè)量探針的接觸共振頻率和品質(zhì)因子，還可以測(cè)量針尖樣品之間黏附力的大小。納米力學(xué)測(cè)試對(duì)于材料科學(xué)研究至關(guān)重要，能夠精確測(cè)量納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)。湖南微納米力學(xué)測(cè)試廠家直銷
納米力學(xué)測(cè)試應(yīng)用于半導(dǎo)體、生物醫(yī)學(xué)、能源等多個(gè)領(lǐng)域，具有普遍前景。北京半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試
力—距離曲線測(cè)試分為準(zhǔn)靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式，實(shí)際應(yīng)用中采用較多的是準(zhǔn)靜態(tài)模式下的力-距離曲線測(cè)試。由力—距離曲線測(cè)試可以獲得樣品表面的力學(xué)性能及黏附的信息。利用接觸力學(xué)模型對(duì)力—距離曲線進(jìn)行擬合，可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測(cè)試與納米壓痕相比，可以施加更小的作用力(nN量級(jí))，較好地避免了對(duì)生物軟材料的損害，極大地降低了基底對(duì)薄膜力學(xué)性能測(cè)試的影響。力—距離曲線測(cè)試普遍應(yīng)用于聚合物材料和生物材料的納米力學(xué)性能測(cè)試，很多研究者利用此方法獲得了細(xì)胞的模量信息。力—距離曲線陣列測(cè)試可以獲得測(cè)試區(qū)域內(nèi)力學(xué)性能的分布，但是分辨率較低，且測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。另外，力—距離曲線一般只對(duì)軟材料才比較有效。圖2 是通過(guò)力—距離曲線陣列測(cè)試獲得的細(xì)胞力學(xué)性能(模量) 的分布。北京半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試
