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1.文章导读

原子力显微镜（AFM）探针纳米加工是一种简单且可行的纳米结构加工方法。然而，现有研究主要集中在制备宽度和深度恒定的沟槽上，针对三维沟槽的制备研究则相对有限。本研究采用原子力显微镜探针纳米铣削技术在单晶锑化镓（GaSb）表面加工三维纳米沟槽，重点探讨其材料去除机理及亚表面损伤。为了准确预测三维沟槽轮廓，建立了考虑纳米铣削过程中振动频率和旋转半径的理论模型。通过系统地改变振动频率、施加载荷和旋转半径等关键参数，全面研究了以上参数对所加工纳米沟槽形貌和质量的影响。实验结果表明，通过优化加工参数可获得深度和表面质量均得到良好控制的纳米沟槽。透射电子显微镜分析表明加工过程中产生的非晶锑化镓层厚度随振动频率的增加而减小，而位错密度则随之增加，位错密度增加引起的加工硬化有效缓解了亚表面损伤。此外，基于加工得到的高质量三维纳米沟槽制备了纳流体忆阻器。研究结果为软脆材料的纳米铣削加工提供了重要见解，并为基于原子力显微镜探针技术实现高质量三维纳米沟槽的精确可靠制备奠定了基础。