新闻

纳米位移台在定点保持状态下，即使驱动电压保持不变，台面位置仍会随时间缓慢偏移，该现象被称为蠕变。蠕变会造成定位漂移，在长时间曝光、定点检测、静态纳米测量等场景严重影响数据可靠性，是使用压电位移台必须关注的效应。
蠕变效应来源于压电陶瓷本身的材料特性。压电陶瓷在施加电压产生形变之后，晶体内部的电畴翻转不会瞬间完成，而是会在电压恒定的条件下持续缓慢调整，形变随时间继续发生微小变化。电压加载时间越长，蠕变累积量越明显；电压变化幅度越大，蠕变效应也会更加突出。同时，位移台内部的粘结层、柔性铰链等弹性结构，在持续受力状态下也会产生微小的弹性滞后，进一步加剧位置漂移。
蠕变的影响程度受到多种条件制约。电压阶跃大小是关键因素，大行程移动后定点保持，蠕变现象远大于小范围微调后的定位；温度波动会改变压电陶瓷材料特性，环境温度变化会放大蠕变漂移。另外，闭环反馈配置会改善蠕变，但无法完全消除。开环模式下，蠕变带来的位置偏移会非常显著；闭环传感器可以实时采集位置信号，持续修正输出，大幅降低蠕变带来的位置误差。
蠕变带来的实际影响十分直观。长时间定点观测时，样品位置缓慢偏移，图像发生漂移；静态纳米尺寸测量，读数随时间持续变化，造成测试数据偏差；电子束光刻长时间曝光工艺中，图形发生位置偏移，降低图形对位精度。
工程上有多种方式降低蠕变带来的影响。优先选用闭环控制型号，依靠位移传感器实时反馈位置，持续补偿压电陶瓷缓慢形变；工艺操作上，移动到目标位置后增加静置等待时间，等待蠕变大部分衰减之后，再开始采集数据或者曝光加工。控制策略上，可采用预加载电压方式，提前施加电压，待形变稳定后再开展实验。同时维持环境温度稳定，减少温度波动对压电陶瓷形变的干扰。在长时间静态定位场景，需要预留足够稳定时间，结合闭环反馈补偿，减小蠕变带来的定位误差。