基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的AFM探針盲建模方法研究.pdf

1、原子力顯微鏡（AFM）的發(fā)明對于納米技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的促進(jìn)作用。然而，對于納米尺度下的線寬、顆粒形貌及表面粗糙度的測量，探針形貌對測量結(jié)果有很大的影響。此外，材料機械力學(xué)特性的一些重要測量方法同樣需要精確的探針形貌信息?，F(xiàn)今，存在許多方法用于估計探針形貌。在這些方法中，最有前景的方法是由Villarrubia提出的基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的探針盲建模算法。該算法的主要優(yōu)點是不需要提前對標(biāo)樣進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，就能提取出最好的探針上邊界形貌。然而該

2、算法對于適宜探針標(biāo)樣的要求非常模糊。在基于盲建模算法的基礎(chǔ)上，本文為選擇適宜探針標(biāo)樣以實現(xiàn)準(zhǔn)確盲建模提供了理論依據(jù)及實際驗證。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.系統(tǒng)地介紹了AFM探針形貌提取技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了各種方法的優(yōu)缺點，引出了Villarrubia提出的盲建模算法。
　　2.詳細(xì)地介紹了盲建模算法的推導(dǎo)過程、程序設(shè)計及參數(shù)設(shè)置，并針對盲建模方法的不足，強化了適宜探針標(biāo)樣的概念。
　　3.通過對實際探針形貌的電子顯

3、微鏡（SEM）圖像分析，建立了探針形貌圓錐結(jié)構(gòu)模型。提出了用二維插值方法來平衡算法時間和水平分辨力之間的關(guān)系。針對該模型，對探針標(biāo)樣的適宜形狀進(jìn)行研究。結(jié)果表明，曲面結(jié)構(gòu)比平面結(jié)構(gòu)更適宜盲建模算法。此外，如果標(biāo)樣結(jié)構(gòu)適宜，該算法也可以準(zhǔn)確盲建三棱錐探針的三維形貌。
　　4.為了定量衡量盲建模探針標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，提出了盲建模誤差的概念?；诿そＵ`差，分析了圓錐結(jié)構(gòu)標(biāo)樣對圓錐結(jié)構(gòu)探針盲建的影響。實驗結(jié)果表明，要準(zhǔn)確提取探針形貌，標(biāo)