Hamaker微观连续介质理论的数字密度和Hamaker常数分析

针对Hamaker微观连续介质理论在微观接触力计算中存在的问题,根据Hamaker假设,用连续介质法计算2个原子之间的相互作用力,发现作用力同经典的Lennard-Jones势所反映的作用力不一致.通过分析数字密度,发现数字密度并非是如Hamaker所认为的常数,而是随间距变化的;并得到Hamaker微观连续介质理论仅在间距大于7倍的原子半径时才成立的结论.通过分析Hamaker常数,发现Hamaker常数也随间距变化.

AFM针尖-试样面作用力连续介质方法研究

介绍了目前研究纳米接触问题的方法;根据Hamaker理论,利用连续介质方法,建立了原子力显微镜针尖和试样面接触的包括斥为项的力学模型;对模型进行了仿真,仿真结果同实验现象一致。将纳米接触问题的研究领域从非接触区域扩展到间歇接触区域,为原子力显微镜的进一步研究,实现原子操纵提供理论基础。

MEMS粘着研究

随着材料尺寸、加工尺寸的日趋减小 ,尺寸效应对系统的影响越来越明显 ,如何控制微电子机械中的粘着力 ,已成为微电子机械系统提高性能、批量生产、走向市场的关键因素。本文首先介绍了国内外粘着力的研究理论 ;根据 Hamaker理论 ,推导出圆锥 -平面型、四棱锥 -平面型、抛物面 -平面型模型之间包含斥力项的粘着力表达式 ;并仿真得到数值结果 。

原子力显微镜“突跳”研究

"突跳"现象严重影响着原子力显微镜(AFM)的性能.根据Hamaker微观连续介质理论,建立了AFM针尖同试样面接触力包含斥力的数学模型;分析了AFM悬臂梁弹性力同针尖接触力的关系,发现了引起AFM"突跳"的本质是弹性力同接触力的不稳定平衡问题;通过增加AFM悬臂梁刚度,提出了一种避免"突跳"现象发生的方法,并给出了仿真结果.

MEMS微梁粘附“突陷”静力分析

“突陷”现象严重影响着MEMS微梁性能。根据Hamaker微观连续介质修正理论,建立了MEMS微梁同基座粘附力包含斥力的数学模型;分析了微梁的静力平衡关系,发现引起微梁“突陷”的本质是弹性力同粘附力的不稳定平衡问题;通过增加微梁刚度,提出一种控制微梁“突陷”发生的方法,并给出仿真结果。