AFM原子力显微镜技术及应用实验报告

原子力显微技术观测薄膜形貌

姓名：吴涵颖学号：5404312065 班级：工业工程122

一、实验目的：

Ⅰ、学习和了解AFM的结构和原理。

Ⅱ、掌握AFM的操作和调试过程，并以之来观察薄膜表面的形貌。

Ⅲ、学习用计算机软件来处理原始数据图像。

二、实验原理简析：

1. AFM基本原理

原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。

在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。

（1）力检测部分在原子力显微镜系统中，所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。使用微悬臂来检测原子之间力的变化量。如图2所示，微悬臂通常由一个一般100～500μm长和大约500nm～5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖，用来检测样品－针尖间的相互作用力。

（2）位置检测部分在原子力显微镜系统中，当针尖与样品之间有了作用之后，会使得悬臂摆动，所以当激光照射在微悬臂的末端时，其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变，这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号，以供SPM控制器作信号处理。聚焦到微悬臂上面的激光反射到激光位置检测器，通过对落在检测器四个象限的光强

进行计算，可以得到由于表面形貌引起的微悬臂形变量大小，从而得到样品表面的不同信息。

（3）反馈系统在原子力显微镜系统中，将信号经由激光检测器取入之后，在反馈系统中会将此信号当作反馈信号，作为内部的调整信号，并驱使通常由压电陶瓷制作的扫描器做适当的移动，以保持样品与针尖保持一定的作用力。

2.AFM 有三种不同的工作模式: 接触模式( contact mode) 、非接触模式(noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 。

（1）接触模式：

从概念上来理解，接触模式是AFM最直接的成像模式。AFM 在整个扫描成像过程之中，探针针尖始终与样品表面保持亲密的接触，而相互作用力是排斥力。扫描时，悬臂施加在针尖上的力有可能破坏试样的表面结构，因此力的大小范围在10 - 10～10 - 6 N。若样品表面柔嫩而不能承受这样的力，便不宜选用接触模式对样品表面进行成像。

（2）非接触模式

非接触模式探测试样表面时悬臂在距离试样表面上方5～10 nm 的距离处振荡。这时，样品与针尖之间的相互作用由范德华力控制，通常为10 - 12 N ，样品不会被破坏，而且针尖也不会被污染，特别适合于研究柔嫩物体的表面。这种操作模式的不利之处在于要在室温大气环境下实现这种模式十分困难。因为样品表面不可避免地会积聚薄薄的一层水，它会在样品与针尖之间搭起一小小的毛细桥，将针尖与表面吸在一起，从而增加尖端对表面的压力。

（3）敲击模式

在敲击模式中，一种恒定的驱使力使探针悬臂以一定的频率振动。当针尖刚接触样品时，悬臂振幅会减少到某一数值。在扫描过程中，反馈回路维持悬臂振幅在这一数值恒定，亦即作用在样品上的力恒定，通过记录压电陶瓷管的移动得到样品表面形貌图。对于接触模式，由于探针和样品间的相互作用力会引起微悬臂发生形变，也就是说微悬臂的形变作为样品和针尖相互作用力的直接度量。同上述轻敲式，反馈系统保持针尖—样品作用力恒定从而得到表面形貌图。

原子力显微镜是用微小探针“摸索”样品表面来获得信息，所以测得的图像是样品最表面的形貌，而没有深度信息。扫描过程中，探针在选定区域沿着样品表面逐行扫描。

实验扫描的是光栅，纳米铜微粒以及纳米微粒，选用的是轻敲式。

敲击模式优点：敲击模式在一定程度上减小样品对针尖的粘滞现象，因为针尖与样品表面接触时，利用其振幅来克服针尖"样品间的粘附力。并且由于敲击模式作用力是垂直的，表面材料受横向摩擦力和剪切力的影响都比较小，减小扫描过程中针尖对样品的损坏。所以对于较软以及粘性较大的样品，应选用敲击模式。

三、实验步骤：

一、实验前准备：

①样品制备

1）薄膜样品制备

把之前实验制备得的铜微粒纳米材料分散到溶剂中，比较稀的状态下，然后涂于解离后的云母片上，自然晾干。

2）纳米微粒制备

把纳米微粒材料分散到溶剂中，比较稀的状态下，然后涂于解离后的云母片

上，自然晾干。

3）光盘光栅制备

对于光盘光栅的样品获取，采用胶纸法。先把两面胶纸粘贴在样品光盘上，在贴上样品座，在将样品座抠下来，保证表面的光滑和无杂质。

②调光和寻共振峰

1) 粗调探测头部上方俩个旋钮，让激光光斑大约打在基座上。

2) 调探测头部上方某个旋钮，让光斑打在悬臂范围内。再调节另一端旋钮，同方向移动看四象限接收器上是否有3个亮斑。通常选择中间亮斑进行调节。另外调节光斑使其移动到悬臂尖端，然后回调两旋钮使得亮斑最为光亮圆润。

3) 调节探测头部侧面两个旋钮，通过软件调节使光斑基本打在四象限接收器中间。

4) 将“自动扫描”和“起振”选项勾上，进行扫频操作。

5) 寻峰的目的主要是选择可以使悬臂达到共振状态的激振频率，使悬臂达到共振状态来实现扫描。

二、实验中测量过程

1）依次开启：电脑-控制机箱-高压电源-激光器。

2）用粗调旋钮将样品逼近微探针至两者间距<1 mm。

3）再用细调旋钮使样品逼近微探针：顺时针旋细调旋钮，直至光斑突然向PSD移动。

4）缓慢地逆时针调节细调旋钮并观察机箱上反馈读数：Z反馈信号约稳定在－150至－250之间（不单调增减即可），就可以开始扫描样品。

5）读数基本稳定后，打开扫描软件，开始扫描。

6）扫描完毕后，逆时针转动细调旋钮退样品，细调要退到底。再逆时针转动粗调旋钮退样品，直至下方平台伸出1厘米左右。

7）实验完毕，依次关闭：激光器-高压电源-控制机箱。

8）处理图像

六、实验分析：

（1）AFM探测到的原子力的由哪两种主要成分组成？

一种是吸引力即范德瓦耳斯力；另外一种是电子云重叠而引起的排斥相互作用。

（2）怎样使用AFM，才能较好地保护探针？

仔细调节接触距离，粗调时，不要让指针压迫样品，保持1mm，扫描过程中保证探针不产生破坏性形变。

（3）原子力显微镜有哪些应用？

原子力显微镜可以用于研究金属和半导体的表面形貌、表面重构、表面电子态及动态过程,超导体表面结构和电子态层状材料中的电荷密度等。

另外原子力显微镜在摩擦学中的有许多应用，如纳米摩擦、纳米润滑、纳米磨损、纳米摩擦化学反应和机电纳米表面加工等。

在生物上，原子显微镜可以用来研究生物宏观分子，甚至活的生物组织。观察细胞等等。

（4）与传统的光学显微镜、电子显微镜相比，扫描探针显微镜的分辨本领主

要受什么因素限制？

传统的光学显微镜和电子显微镜存在衍射极限，即只能分辨光波长或电子波长以上线度的结构。而扫描探针显微镜的分辨本领主要取决于：探针针尖的尺寸；微悬臂的弹性系数，弹性系数越低，AFM越灵敏；悬臂的长度和激光光线的长度之比；探测器PSD对光斑位置的灵敏度。对于分辨率一定的图像，扫描范围越小，获得的表面形貌越精细。

（5）要对悬臂的弯曲量进行精确测量，除了在AFM中使用光杠杆这个方法外，还有哪些方法可以达到相同数量级的测量精度？

可采用电学方法：

隧道电流法根据隧道电流对电极间距离非常敏感的原理，将SIM用的针尖置于微悬臂的背面作为探测器，通过针尖与微悬臂间产生的隧道电流的变化就可以检测由于原子间相互作用力令微悬臂产生的形变。

电容法通过测量微悬臂与一参考电极间的电容变化来检测微悬臂产生的形变。

RFID实训报告

RFID与传感器技术实训 包头职业技术学院 系别：计算机与信息工程系专业：物联网应用技术 班级：XXX 姓名：XXX

2017年1月3日

项目一,,,,,,,,,,, 丿、 1项目二,,,,,,,,,,, 4 项目三,,,,,,,,,,, 丿、1__16 项目四,,,,,,,,,,, 7 项目五,,,,,,,,,,, 丿、* '10 项目六,,,,,,,,,,, 丿、1__1 / 13 项目七,,,,,,,,,,, 14项目八,,,,,,,,,,, 14

项目一：日常生活中的物联网技术应用分析 及报告撰写 （一）RFID 概述 RFID技术是众多自动识别技术中的一种，也是当今第三次信息浪潮，即物联网关键技术之一，也有人称其是一项具有革命性的技术。 RFID是一种非非接触式的自动识别技术，它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现对静止或移动物品的自动识别。RFID常称为感应式电子芯片或 接近卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。一个简单的RFID系统由 读写器、应答器或电子标签组成，其原理是由读写器发射一特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路，从而读取应答器内部的ID码。应答器的 形式包括卡、纽扣和电子标签等多种类型，其中，电子标签具有免用电池、免接触、不怕脏污，且芯片密码为世界唯一，无法复制，安全性高、寿命长等特点。因此，RFID标签可以贴在或安装在不同的物品上，然后有安装在不同地理位置的读写器读取存储于标签中的数据，从而实现对物品的自动识别。RFID的应用 非产广泛，目前典型的应用包括动物芯片、汽车芯片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理和校园一^通等。 （二）RFID在日常生活中的物联网技术应用 RFID应用列表

原子力显微镜 XE-100 AFM

XE-100 High Accuracy Small Sample SPM PSIA

XE-100 Superior Imaging Solution Anodized Aluminum Surface (0.5×0.5 μm )(Sample Courtesy of Prof. J.K. Lee, Seoul National University.) Steel Surface (10×10 μm )STI Patterns on Photomask (5×5 μm ) Self Assembled Monolayers (10×10 μm ) MFM Image of Hard Disk (30×30 μm ) >>>>>Semiconductors Data Storage & Magnetic Materials Biotechnology & Life Sciences Plastics & Polymers Materials & Surface Characterizations Wide Range of Applications NC-AFM Image of porous Polymer (6×6 μm ) XE system produces higher quality images faster . Z scanner of the XE system has a resonance frequency significantly higher than those of conventional piezoelectric tube scanners. The result is greater feedback performance and faster and more accurate data acquisition. Also, since z scanner is physically separated from x-y scanner , there is no coupling between the x-y plane and the z scanner.

原子力显微镜实验报告

原子力显微镜实验报告 原子力显微镜应用技术 一、实验目的 1了解原子力显微镜的工作原理 2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 二、实验原理 (1)AFM的工作原理 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、 反馈系统。主要工作原理如下图：

原子力显微镜的工作原理图 (2)A FM的工作模式 AFM有三种不同的工作模式：接触模式(contact mode) 、非接触模式 (noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 本实验采用轻敲模式：样品扫描时，针尖始终同样品“接触”，即针尖-样品距离在小于零点几个纳米的斥力区域。此模式通常产生稳定、高分辨图像。当沿着样品扫描时，由于表面的高低起伏使得针尖-样品距离发生变化，引起它们之间作用力的变化，从而使悬臂形变发生改变。当激光束照射到微悬臂的背面，再反射到位置灵敏的光电检测器时，检测器不同象限会接收到同悬臂形变量成一定的比例关系的激光强度差值。反馈回路根据检测器的信号与预置值的差值，不断调整针尖一样品距离，并且保持针尖一样品作用力不变，就可以得到表面形貌像。 三、实验仪器及试剂 试剂及材料：石墨烯溶液，云母片

仪器：nano scope 5.31r 四、步骤 依次按下面步骤开启实验仪器： 1.开机：先开电脑再开主控制器 2.打开程序：Nanoscope： 3.安装样品：用双面胶带将云母片粘到圆形铁片上，再将其放置到样品 台上。调节中部拨钮UP控制样品台降低到样品上表面低于样品台两侧的圆球。 4.安装探针：用镊子小心将探针安装到HOLDE中。 5.安装HOLDER调节样品台后面的旋钮，把HOLDE固定紧； 调节拨钮DOW使样品台尽量接近探针针尖； 将激光调至针尖处，同时屏幕的SUM直最大；调节样品台后面横型旋钮，用于控制样品室中的反射镜子，调节旋钮使屏幕上的SUM直最大；调节样品台上面和后面的两个旋钮，使屏幕上VERT和HORZ匀为0左右；将光敏检测器旋至最小；将左边拨钮拨至 on ； 7.开始测试：控制面板左上： (1)T UNE:弹出对话框，点击下方Auto Tune自动调节，完成之后，点击Exit 退出。 (2)下针：弹出表单，表单消失后，自动开始扫描SCAN (3)Capture : Capture file name ，弹出对话框，对图像命名，并选择保 存路径。

RFID实验报告.doc

实验报告 课程名称RFID 射频识别实验学生学院自动化学院 专业班级15级物联网4班学号 学生姓名 指导教师高明琴

2017年11月12日 实验一125KHz RFI D 实验 一、实验目的 1、掌握 125kHz 只读卡、 125kHz 读写卡的基本原理 2、熟悉和学习125kHz 只读卡协议、125kHz 读写卡协议 二、实验内容与要求 学会使用综合实验平台识别125kHz 只读卡卡号，并对125kHz 读写卡进行数据读写操作，观察只读卡和读写卡协议。 三、实验主要仪器设备 PC机一台，实验教学系统一套。 四、实验方法、步骤及结果测试 1、注意事项 切记：插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电 RFID读写器串口波特率为9600bps 2、环境部署 ⑴准备 125K低频RFID模块，参考章节设置跳线为模式 2 ，将模块的电源拨码开关设

置为 OFF，参考章节通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V 电源； ⑵将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常； ⑶运行 RFID 实训系统 .exe软件，选项卡选择125K模块； 3、打开串口操作 设置串口号为COMx，设置波特率为9600 ，点击“打开”按钮执行串口连接操作； 4、寻卡操作 串口打开成功后，将125K 标签放入天线场区正上方，RFID 模块检测到标签存在后，将获取到标签ID并显示在ListView控件中，16进制数据listview控件显示的是16进制标签ID ， 10 进制数据 listview控件显示的是10进制标签ID ，实验结果如下图； 思考题 1多张卡在一起时，能否正确识别卡号请说明原因 答：多张卡在一起时，无法正确识别卡号，因为125kHz 的读卡器没有采用防冲撞算法2变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。 答 : 当卡和阅读器的距离超过 5cm后，读卡结果并不理想，几乎读不到数据。 属薄片（如几张纸、塑料板）时，读卡结果正常；而放置金属障碍物时，读卡结果就不正常 了 五、小结 通过本实验，初步熟悉了 RFID 寻卡的步骤，还尝试了多卡一起时的系统响应，结果发现不能多 卡一起识别。识别距离不能太远，否则无法识别。

扫描隧道显微镜实验报告

一、实验目的 1.采用探针扫描显微镜进行微纳米级表面形貌测量。 2.了解扫描探针显微镜的工作原理并熟悉原子力显微镜的操纵。 二、实验设备 原子力显微镜、光盘块、装有SPM Console在线控制软件和Image后处理软件的计算机。 三、实验基础 原子力显微镜（Atomic Force Microscope ，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。 原子力显微镜的基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。激光检测原子力显微镜（Atomic Force Microscope Employing Laser Beam Deflection for Force Detection, Laser-AFM）——扫描探针显微镜家族中最常用的一种为例，其工作原理如图1所示。二极管激光器（Laser Diode）发出的激光束经过光学系统聚焦在微悬臂（Cantilever）背面，并从微悬臂背面反射到由光电二极管构成的光斑位置检测器（Detector）。在样品扫描时，由于样品表面的原子与微悬臂探针尖端的原子间的相互作用力，微悬臂将随样品表面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，因而，通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。 在系统检测成像全过程中，探针和被测样品间的距离始终保持在纳米（10e-9米）量级，距离太大不能获得样品表面的信息，距离太小会损伤探针和被测样品，反馈回路(Feedback）的作用就是在工作过程中，由探针得到探针-样品相互作用的强度，来改变加在样品扫描器垂直方向的电压，从而使样品伸缩，调节探针和被测样品间的距离，反过来控制探针样品相互作用的强度，实现反馈控制。因此，

RFID实验心得体会报告

RFID实验心得体会报告 一、实验目的 了解智能识别技术概念、特点、原理和优势。 掌握条码技术和RFID技术的各自优缺点、技术特征和应用优势。了解条码自动识别系统和RFID自动识别系统的组成和工作原理。了 解指纹、视频、语音识别系统的组成、工作原理和应用特点。 二、实验原理 1、条码技术实验 （1）一维条码识别原理 由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色能反 射各种波长的可见光，黑色吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描光源发出的光经凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整电路。在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息。 （2）二维条码识别原理 矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。

行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。 两者的识别原理，通过图像的采集设备，得到含有条码的图像，此后经过条码定位、分割和解码三步骤实现条码的识别。 2、RFID技术实验 RFID系统的基本工作原理是：读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当装有电子标签的物体进入发射天线工作区域时，受电磁场激励产生感应电流，电子标签获得能量被激活并收到读写器的查询信号后，将自身编码等信息通过改变电子标签天线的反射面积，将信息发送出去；读写器接收到从电子标签反射回的微波合成信号，进行解调和解码，即可将电子标签储存的识别代码等信息读取出来，送到RFID信息处理机进行相关处理。本实验中RFID系统是由RFID 信息处理机（带相关软件的PC机）、无源超高频电子标签卡、超高频读写器，RFID天线一起组成。其工作原理是：搭建好RFID识别系统后，读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，无源高频电子标签卡进入发射天线工作区域，受激励电磁场产生感应电流，电子标签卡获得能量被激活并收到读写器的查询信号，然后将储存的信息通过改变天线的反射面积，将信息发送出去；读写器接收到从电子标签卡反射回来的微波合成信号，进行解调和解码，然后将电子标签储存的识别代码等信息读取出来，送给RFID信息处理机进行相关处理。 3、

AFM原子力显微镜技术及应用实验报告

AFM原子力显微镜技术及应用实验报告 ——指导老师：袁求理 近 代 物 理 实 验 报 告 物理班实验小组 2012年12月18日

引言 在当今的科学技术中，如何观察、测量、分析尺寸小于可见光波长的物体，是一个重要的研究方向。扫描隧道显微镜(STM) 使人们首次能够真正实时地观察到单个原子在物体表面的排列方式和与表面电子行为有关的物理、化学性质。 STM 要求样品表面能够导电，从而使得STM只能直接观察导体和半导体的表面结构。为了克服STM 的不足之处，推出了原子力显微镜(AFM)。AFM是通过探针与被测样品之间微弱的相互作用力(原子力) 来获得物质表面形貌的信息。因此，AFM除导电样品外，还能够观测非导电样品的表面结构，且不需要用导电薄膜覆盖,其应用领域将更为广阔。除物理，化学生物等领域外，AFM在为微电子，微机械学，新型材料，医学等领域有着广泛的应用，以STM和AFM为基础，衍生出一系列的扫描探针显微镜，有激光里显微镜，磁力显微镜，扫描探针显微镜主要用于对物质表面在纳米线上进行成像和分析。 一、实验组员： 邵孙国（10072127）、周柬辉（10072137）、陈俊峰（10072122）、任寿良（10072126）。 二、实验目的： Ⅰ、学习和了解AFM的结构和原理。 Ⅱ、掌握AFM的操作和调试过程，并以之来观察样品表面的形貌。 Ⅲ、学习用计算机软件来处理原始数据图像。 三、实验原理简析： 1. AFM基本原理 原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。

RFID设备实验报告

RFIＤ实验记录 一、实验目得: 随着射频识别技术(Rａdio FｒequencｙIdｅntiｆication, ＲFＩＤ)得不断发展与传统得道路信息采集方法得效率低成本高,所以此次实验得目得就是将RFID技术运用到改善道路信息收集上、在设计ＲFID道路系统中,将携带有道路信息得ＲFＩD标签铺设在道路或路边单元上、配备有RＦID读写器得车辆可以从标签中获取事先存储得道路信息(如,路面信息、沿线设施与沿线环境等),从而快速地掌握道路信息。RＦID电子标签主要有两种,无源电子标签自身不带有电源, 其特点就是重量轻、体积小、寿命长、成本低,但就是工作距离短;有源电子标签通过自身带有得电池供电,特点就是识别距离长,但价格较高且寿命短。为了达到道路信息采集得高效性、准确性与经济性。 2016年12月9日在茨坝镇得x0０３水团段分别对选购得有源RＦＩD设备与无源RFID 设备在车速、识别距离、有无遮挡物得不同变量下进行实验对比分析,最后,通过实验分析选出最合适得运用RＦＩD技术改善道路信息采集方法得RFID设备。测试得有源RＦＩD设备为深圳航天华拓科技有限公司得SAＡT-Ｆ527全向性读写器与SAAＴ-T505主动式电子标签,无源得RFIＤ设备为深圳深圳捷通科技有限公司得JT-９2９2读写器与JT-1５53２抗金属标签,下面就是本次实验得记录: 二、实验设备参数 1、有源RFID设备参数 SAAＴ—Ｆ５2７全向读写器 该型号就是工作在2.4５GＨz频段得有源RFＩＤ读写器,该 产品采用外置天线安装方式,可灵活配置各类全向、定向天线,具 有覆盖范围广、识别率高、扩展性强等特点,读取距离在0到２ ０0米,范围可调、广泛应用于医院、学校、工矿灯单位得人员区 域定位等集成应用领域。 技术指标: 性能指标 工作频率２.４－2.48GHｚ 输出功率+1５ｄBm (软件可调) 接收灵敏度-９5 dBm 天线类型全向天线 通信接口RＳ—232接口,10Ｍ/1０0Ｍ自适应以太网接口

原子力显微镜

原子力显微镜 一、实验目的 1了解原子力显微镜的工作原理 2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 二、实验原理 1. AFM基本原理 原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。 1）力检测部分 在原子力显微镜系统中，所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。使用微悬臂来检测原子之间力的变化量。如图2所示，微悬臂通常由一个一般100～500μm长和大约500nm～5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖，用来检测样品－针尖间的相互作用力。 （2）位置检测部分 在原子力显微镜系统中，当针尖与样品之间有了作用之后，会使得悬臂摆动，所以当激光照射在微悬臂的末端时，其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变，这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号，以供SPM控制器作信号处理。聚焦到微悬臂上面的激光反射到激光位置检测器，通过对落在检测器四个象限的光强进行计算，可以得到由于表面形貌引起的微悬臂形变量大小，从而得到样品表面的不同信息。 （3）反馈系统 在原子力显微镜系统中，将信号经由激光检测器取入之后，在反馈系统中会将此信号当作反馈信号，作为内部的调整信号，并驱使通常由压电陶瓷制作的扫描器做适当的移动，以保持样品与针尖保持一定的作用力。 2.AFM 有三种不同的工作模式: 接触模式( contact mode) 、非接触模式(noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 。（1）接触模式： 从概念上来理解，接触模式是AFM最直接的成像模式。AFM 在整个扫描成像过程之中，探针针尖始终与样品表面保持亲密的接触，而相互

RFID通讯技术实验报告

RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:

一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）； 2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的

功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如错误!未找到引用源。所示。 （a）（b） 图 1 连上电源 （2）将RFID模块下方的开关拨至ON位置，给RFID模块上电，LED5灯会红色常亮。 （3）将RFID模块下方的4位拨码开关1234 在编号1、2、3中选择一个拨到上侧，同时保证该选择的编号在ZigBee、IPV6、 Bluetooth下方的拨码开关中没有拨到拨到上侧，否则会起冲突（例 如，RFID模块下方的拨码开关选择1拨到上侧，那么ZigBee、IPV6、

RFID通讯技术实验报告

· RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:

一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之，也可以嵌入被追踪物体之。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）；

2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 5.1电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如图1所示。

材料分析实验报告合辑 --浙江师范大学 材料物理系

浙江师范大学Zhejiang normal university 论文 作者： 专业： 完成日期：2013年12月21日

第一元素 实验 实验一 XRD 衍射 一、实验目的 1. 了解X 射线衍射仪的结构及工作原理 2. 熟悉X 射线衍射仪的操作 3. 掌握运用X 射线衍射分析软件进行物相分析的方法 二．X 衍射原理： X 射线在晶体中的衍射现象，实质上是大量的原子散射波互相干涉的结果。 晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。概括地讲，一个衍射花样的特征，可以认为由两个方面的内容组成： 一方面是衍射线在空间的分布规律，（称之为衍射几何），衍射线的分布规律是晶胞的大小、形状和位向决定 另一方面是衍射线束的强度,衍射线的强度则取决于原子的品种和它们在晶胞中的位置。 X 射线衍射理论所要解决的中心问题: 在衍射现象与晶体结构之间建立起定性和定量的关系。 布拉格方程： λθn dSin =2 根据布拉格方程，Sin θ不能大于1， 因此：对衍射而言，n 的最小值为1，所以在任何可观测的衍射角下，产生衍射的条件为λ<2d ，这也就是说，能够被晶体衍射的电磁波的波长必须小于参加反射的晶面中最大面间距的二倍，否则不能产生衍射现象。 若将布拉格方程中的n 隐含在d 中得到简化的布拉格方程： λθλθ===Sin d n d d Sin n d HKL hkl HKL hkl 2,2 则有：令 把（hkl ）晶面的n 级反射看成为与（hkl ）晶面平行、面间距为(nh,nk,nl) 的晶面的一级反射。面间距为dHKL 的晶面并不一定是晶体中的原子面，而是为了简化布拉格方程所引入的反射面，我们把这样的反射面称为干涉面。干涉面的面指数称为干涉指数。 三、使用仪器、材料 XRD ，带测试的未知材料

RFID实验报告66232

实验报告 课程名称射频识别实验 学生学院自动化学院 专业班级 14级物联网2班 学号 91 学生姓名卢阳 指导教师高明琴 2016 年 11 月 20 日

实验一125K H z R F I D实验 一、实验目的 1、掌握125kHz只读卡、125kHz读写卡的基本原理 2、熟悉和学习125kHz只读卡协议、125kHz读写卡协议 二、实验内容与要求 学会使用综合实验平台识别125kHz只读卡卡号，并对125kHz读写卡进行数据读写操作，观察只读卡和读写卡协议。 三、实验主要仪器设备 PC机一台，实验教学系统一套。 四、实验方法、步骤及结果测试 2、注意事项 切记：插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电 RFID 读写器串口波特率为 9600bps 2、环境部署 ⑴准备 125K 低频 RFID 模块，参考章节设置跳线为模式 2，将模块的电源拨码开关设 置为 OFF，参考章节通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接 5V 电源； ⑵将模块的电源拨码开关设置为 ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常； ⑶运行 RFID 实训系统.exe 软件，选项卡选择 125K 模块； 3、打开串口操作 设置串口号为 COMx，设置波特率为 9600，点击“打开”按钮执行串口连接操作； 4、寻卡操作 串口打开成功后，将 125K 标签放入天线场区正上方，RFID 模块检测到标签存在后，将获取到标签 ID 并显示在 ListView 控件中，16 进制数据 listview 控件显示的是 16 进制标签 ID，10 进制数据 listview 控件显示的是 10 进制标签 ID，实验结果如下图；

南京大学-原子力显微镜实验报告

南京大学-原子力显微镜实验报告

原子力显微镜实验报告 一．实验目的 1．了解原子力显微镜的工作原理 2．掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 二．实验原理 1．AFM工作原理 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。在AFM中用一个安装在对微弱力极敏感的微悬臂上的极细探针。当探针与样品接触时,由于它们原子之间存在极微弱的作用力(吸引或排斥力) ,引起微悬臂偏转。扫描时控制这种作用力恒定,带针尖的微悬臂将对应于原子间作用力的等位面,在垂直于样品表面方向上起伏运动, 因而会使反射光的位置改变而造成偏移量，通过光电检测系统(通常利用光学、电容或隧道电流方法)

对微悬臂的偏转进行扫描,测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化, 此时激光检测器会记录此偏移量，也会把此时的信号给反馈系统，以利于系统做适当的调整。将信号放大与转换从而得到样品表面原子级的三维立体形貌图像。AFM 的核心部件是力的传感器件, 包括微悬臂(Cantilever) 和固定于其一端的针尖。根据物理学原理,施加到Cantilever末端力的表达式为： =? F K Z ?表示针尖相对于试样间的距离, K为Cantilever的弹性Z 系数，力的变化均可以通过Cantilever被检测。 AFM 有三种不同的工作模式：接触模式、非接触模式和共振模式或轻敲模式。本实验采用接触模式：样品扫描时，针尖始终同样品“接触”，即针尖-样品距离在小于零点几个纳米的斥力区域。此模式通常产生稳定、高分辨图像。当沿着样品扫描时，由于表面

的高低起伏使得针尖-样品距离发生变化，引起它们之间作用力的变化，从而使悬臂形变发生改变。当激光束照射到微悬臂的背面，再反射到位置灵敏的光电检测器时，检测器不同象限会接收到同悬臂形变量成一定的比例关系的激光强度差值。反馈回路根据检测器的信号与预置值的差值，不断调整针尖一样品距离，并且保持针尖一样品作用力不变，就可以得到表面形貌像。 2．粗糙度的概念 表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要指标。表面粗糙度的评定参数很多，这里选用轮廓算数平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz，轮廓最大高度Ry作为系统纳米粗糙度测量的三个轮廓高度评定参数。 轮廓算数平均偏差Ra为取样长度内轮廓偏距绝

原子力显微镜使用说明书

SII 操作说明书 Nanopics NPX100M001 原子力显微镜 湖南大学机械与汽车精密制造工程实验室翻译

1.1版本 1999年11月 1.2版本 2000年9月 在使用该仪器之前请认真阅读该操作手册并按里面的说明操作。把该说明书放置在仪器旁边，当遇到仪器操作的问题时请参考之。 该产品的技术受国际交易控制法和国际贸易控制法的保护，未经日本政府权威机构的书面允许不得泄漏。 ?1999,2000日本精工Seiko公司。所有的权利都受保护 未经许可不得复制该手册 该说明书内容改变不再通知

前言 感谢您选择了Nanopics产品。该手册为使用注意事项和指导说明，将有助于您安全地使用本仪器，为了充分发挥该仪器的功能，请务必彻底地阅读操作说明书，必要时参考该说明书。 用途 在操作该仪器之前请仔细阅读说明书的安全指南和警告标志，并按照说明书及仪器上所示的注意事项操作，以获得一个安全的使用环境。 保修 该仪器的保修期为从交货之日起一年内。在该期间内提供免费保修，但由于不按操作说明书操作而产生的损坏除外。保修内容的详细信息请参阅5.4节的保修部分。 用户登记 为了方便使SII向您提供软件不断升级及维护服务通知，请返回Nanopics用户信息。在该说明书内有一张用户登记卡，请按卡上的传真号码寄回。若不寄回该卡则可能对该仪器的升级信息的通知及免费维修等带来不便，故建议您及时寄回。

安全指导 为了正确使用该仪器，请注意以下事项 1．在操作之前参考主要设备及附件的操作说明书，按照说明书上的指导要求操作，可保证操作的安全简便。 2．请把操作说明及安全指导书放在仪器旁边，以便于参考。 3．请注意仪器上的所有警告标志，参考后续部分的警告栏信息。 4．该仪器通过三根插线接地，为了避免触电请不要随意乱动或拔下接地线。 5．在修理设备的任何部件之前，请关掉所有的电源。 6．为了防止温升，在腔内置有通风冷却扇，请不要取下或阻碍其运转。 7．为了避免触电类事件发生，请不要把您的手或身体其他部分靠近仪器的开关，特别是通风部分。 8．请把仪器放置在稳定的位置。 9．不要在粉尘过多或温度过高的环境中使用该仪器。 10．不要改置改仪器，除非特殊情况下向SII代理商请求被许可或者在警告栏的指导下。打开或除去罩子会产生大量的电流，从而发生危险事件，如漏电或着火。

RFID实验报告解析

学生学号： 实验报告书 实验课程名称射频识别与传感器技术 开课学院计算机科学与技术学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级 2014 - 2015 学年第一学期

目录 RFID部分 实验一 125KHz与ISO 15693实验 实验二 13.56MHZ ISO14443与900MHZ实验实验三 RFID应用实验 传感器部分 实验一金属箔式应变片 实验二差动变压器 实验三温度传感器

RFID部分： 实验一 125KHz与ISO 15693实验 1.实验目的 1.1125KHz硬件基本实验 1．熟悉和学习ISO/IEC 18000-3，ISO15693标准规范的第二部分规定的编码 方式，掌握脉冲位置调制技术的256取1、4取1数据编码模式。 2．了解系统载波信号的产生部分原理、实现方法。 3.熟悉和学习ISO/IEC 18000-3，ISO15693标准规范的第二部分规定的通信信 号调制部分，掌握本标准的ASK调制技术。 4．熟悉和熟悉和学习ISO/IEC 18000-3，ISO15693标准规范的RF末级输出调 制载波信号。 5．学习ISO15693标准规范下的HF RF信号功率放大技术。 6．熟悉和学习ISO/IEC 18000-3，ISO15693标准规范的从电子标签返回信号 的解调技术。 1.2ISO15693硬件基本实验 1.熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的从电子标签返回的时钟 信号。 2.熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制的信 号。 3.熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制和解调 的信号。 2.实验基本原理或实验内容 2.1基本原理 1.基于高频模拟信号产生基本原理 2.基于分离器件的RF功率放大的基本原理。 3.基于ISO15693标准的数字调制的基本原理。 4.负载调制的基本原理。 2.2实验内容 1．ISO15693 1.ISO15693射频编码测量实验 2.ISO15693射频载波测量实验 3.ISO15693射频调制测量实验 4.ISO15693射频功率放大测量实验 5.ISO15693射频末级输出调制载波测量实验 6.ISO15693射频FSK测量实验 7.ISO15693射频FSK测量实验 2．125K 1.125KHz 时钟信号测量实验 2.125KHz MOD信号测量实验 3.125KHz 调制解调信号测量实验 3.实验器材 实验箱，PC机，示波器

教育部《基础课实验教学示范中心》建设标准(讨论稿)

教育部《基础课实验教学示范中心》建设标准（讨论稿） 一、体制与管理 1、基础课实验教学示范中心（以下简称“中心”）属于校级实验中心，建制相对独立。中心实施校、院（系）两级管理，全面负责本科学生基础课实验教学工作。 2、学校负责中心的建设，提供其正常运转、维修及更新经费，教育部必要时给予支持。 3、中心实行主任负责制，主任由学校任免。中心实行人才流动、竞争上岗、定期考核的管理机制。 4、中心除承担学校本科基础课实验教学工作外，同时开展实验教学课程体系、内容、理论和技术方法、手段的研究，负责人员培训并提供开放服务。 5、中心向校内外开放，对外服务的收入可作为运行经费的补贴。 6、中心应具备先进的多媒体开放实验教学软硬件环境，实现实验教学、基本工作信息和仪器设备的计算机网络化管理，可作为向全国院校提供资源的网站和网络系统。 7、中心必须贯彻《高等学校实验室工作规程》（国家教委主任20号令），执行《高等学校仪器设备管理办法》（教高[2000]9号文件），在按照《高等学校基础课教学实验室评估办法和标准表》（教备[1995]33号文件），在按照《高等学校基础课教学实验室评估验收的基础上申请作为“基础课实验教学示范中心”，教育部经组织专家组审查认定后，授予“教育部基础课实验教学示范中心”称号。之后每四年复查一次，审查不合格的将取消资格。 二、实验教学 1、实验课程体系 实验课程同理论课程一样，是构成高等学校课程教学的重要组成部分。中心的基础课实验教学原则上应独立设课并形成完整、科学的实验教学课程体系。 中心应按照新世纪经济建设和社会发展对高素质人才培养的需求，在综合各个层次实验内容的基础上，建立相关内容融合、贯通和渗透，形成科学的相互联系的实验教学课程新体系。中心通过科学的设置实验项目，全面培养学生的实验技能、综合分析和解决问题的能力，使学生具有创新精神和实践能力。 2、实验教学项目 实验教学应包括以下几个层次： 基本实验教学； 提高型实验教学（综合性、设计性等）； 研究创新型实验教学。 其中，基本实验项目应根据学科的不同占到所开实验项目的50%左右。 3、实验教学方法

RFID实验报告

实验报告 课程名称 RFID射频识别实验 学生学院自动化学院 专业班级 15级物联网4班 学号 学生姓名 指导教师高明琴 2017年 11 月 12 日 实验一125K H z R F I D实验 一、实验目的 1、掌握125kHz只读卡、125kHz读写卡的基本原理 2、熟悉和学习125kHz只读卡协议、125kHz读写卡协议 二、实验内容与要求 学会使用综合实验平台识别125kHz只读卡卡号，并对125kHz读写卡进行数据读写操作，观察只读卡和读写卡协议。 三、实验主要仪器设备 PC机一台，实验教学系统一套。 四、实验方法、步骤及结果测试 1、注意事项

切记：插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电 RFID 读写器串口波特率为9600bps 2、环境部署 ⑴准备125K 低频RFID 模块，参考1.4.2 章节设置跳线为模式2，将模块的电源拨码开关设 置为OFF，参考1.4.3 章节通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V 电源； ⑵将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常； ⑶运行RFID 实训系统.exe 软件，选项卡选择125K 模块； 3、打开串口操作 设置串口号为COMx，设置波特率为9600，点击“打开”按钮执行串口连接操作； 4、寻卡操作 串口打开成功后，将125K 标签放入天线场区正上方，RFID 模块检测到标签存在后，将获取到标签ID 并显示在ListView 控件中，16 进制数据listview 控件显示的是16 进制标签ID，10 进制数据listview 控件显示的是10 进制标签ID，实验结果如下图； 思考题 1多张卡在一起时，能否正确识别卡号？请说明原因 答：多张卡在一起时，无法正确识别卡号，因为125kHz的读卡器没有采用防冲撞算法 2变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。 答:当卡和阅读器的距离超过5cm后，读卡结果并不理想，几乎读不到数据。 属薄片（如几张纸、塑料板）时，读卡结果正常；而放置金属障碍物时，读卡结果就不正常了 五、小结

原子力显微镜实验报告-南京大学

南京大学物理系实验报告 题目实验10.5 原子力显微镜 姓名朱瑛莺2014年3月14日学号111120230 一、引言 以光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜为代表的一系列先进显微技术的出现与应用,为人类科技和社会进步做出了巨大贡献。1986 年，IBM 公司的G.Binning 和斯坦福大学的C.F.Quate 及C. Gerber 合作发明的原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)[1]更是突出地显现了显微观测技术作为人类视觉感官功能的延伸与增强的重要性，它是在扫描隧道显微镜基础上为观察非导电物质经改进而发展起来的分子和原子级显微工具。对比于现有的其它显微工具，原子力显微镜以其高分辨、制样简单、操作易行等特点而备受关注，并已在生命科学、材料科学等领域发挥了重大作用，极大地推动了纳米科技的发展，促使人类进入了纳米时代。 二、实验目的 1.了解原子力显微镜的工作原理。 2.初步掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法。 三、实验原理 1.AFM （1）AFM的工作原理

在AFM中用一个安装在对微弱力极敏感的微悬臂上的极细探针。当探针与样品接触时,由于它们原子之间存在极微弱的作用力(吸引或排斥力) ,引起微悬臂偏转。扫描时控制这种作用力恒定,带针尖的微悬臂将对应于原子间作用力的等位面,在垂直于样品表面方向上起伏运动, 因而会使反射光的位置改变而造成偏移量，通过光电检测系统(通常利用光学、电容或隧道电流方法) 对微悬臂的偏转进行扫描,测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化, 此时激光检测器会记录此偏移量，也会把此时的信号给反馈系统，以利于系统做适当的调整。将信号放大与转换从而得到样品表面原子级的三维立体形貌图像。 AFM 的核心部件是力的传感器件, 包括微悬臂(Cantilever) 和固定于其一端的针尖。根据物理学原理,施加到Cantilever 末端力的表达式为： F = KΔZ ΔZ 表示针尖相对于试样间的距离, K 为Can2tilever 的弹性系数，力的变化均可以通过Cantilever 被检测。 （2）AFM关键部位： AFM关键部份是力敏感元件和力敏感检测装置。所以微悬臂和针尖是决定AFM灵敏度的核心。为了能够准确地反映出样品表面与针尖之间微弱的相互作用力的变化,得到更真实的样品表面形貌,提高AFM 的灵敏度,微悬臂的设计通常要求满足下述条件: ①较低的力学弹性系数,使很小的力就可以产生可观测的位移; ②较高的力学共振频率; ③高的横向刚性,针尖与样品表面的摩擦不会使它发生弯曲; ④微悬臂长度尽可能短;⑤微悬臂带有能

rfid实验报告

RFID原理与应用 实验报告 2016– 2017学年第二学期 级物联网工程专业 课程名称 RFID原理与应用 学号 姓名 指导教师王超梁 2017年月日

实验一RFID通信系统编解码和调制解调仿真 一、实验目的 射频识别技术是一种通过高频电磁破实现物体识别的无线电技术，一个完整的射频识别系统由射频识别阅读器，射频识别标签和射频识别软件系统三大部分组成，根据工作频段的不同，RFID系统编解码方式、调制解调方式不同，不同的编解码和调制解调方式可以提高RFID系统的通信效率，分析与设计RFID系统中不同编解码算法和调制解调方式具有很强的实用性。分析RFID系统不同编解码算法和调制解调方式，并进行仿真，比较不同编解码算法和调制方式对波形的影响，同时对现有算法进行优化和改进，从而提高RFID系统的效率。 二、实验内容 1. RFID实验箱各模块的划分和作用； 电子标签各种编解码算法的仿真； 3. RFID电子标签调制解调的仿真； 4. 记录并截图电子标签各编解码算法和调制解调的波形。 三、预备知识 了解RFID的通信模型和原理；了解调制解调和编解码算法及波形；了解RFI实验箱各模块的功能；了解RFID系统的组成和各部分的作用。 四、实验设备 1. 硬件环境配置 计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上； 内存：1GB及以上； 实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套； 2. 软件环境配置 操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1； RFID开发环境：AVR Studio，Miniscope。 五、实验分析 1．采用Manchester编码方式，对编码数据和解码数据波形的对比。 2．采用AM调制方式（AM/FM/PM），对数据ASK调制和解调波形的对比。