2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、1986年,為了觀察絕緣材料表面的原子圖像,IBM的GBinning和斯坦福大學(xué)的C.F.Quate,C.Gerber合作,發(fā)明了原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)。目前,通過控制并檢測針尖--樣品之間的相互作用力,原子力顯微鏡不僅可以以高分辨率表征樣品表面形貌,分析研究與作用力相對應(yīng)的各種表面性質(zhì),而且還可以利用探針尖銳的針尖,操縱原子和進行納米加工。 本課題受國家自然科學(xué)基金項目(5030

2、5025)和(50675152)的資助,通過對AFM的成像原理和AFM原子力作用機理的研究,以建立AFM數(shù)學(xué)模型,依據(jù)基于AFM納米操作系統(tǒng)的高速和實時性要求,研究并設(shè)計原子力顯微鏡納米操作系統(tǒng)主控制電子系統(tǒng)和反饋控制電子系統(tǒng),運用當前先進的微處理器芯片(ARM、DSP),引入嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux,采用多線程編程技術(shù),以實現(xiàn)納米操作

3、的實時性,高效性。 本文的主要內(nèi)容包括: 1.總結(jié)了掃描探針顯微術(shù)的發(fā)展歷程,闡述了AFM納米操作現(xiàn)狀; 2.在分析AFM系統(tǒng)中針尖--樣品作用力,微懸臂梁動態(tài)方程的基礎(chǔ)之上,提出AFM系統(tǒng)辨識,建立AFM系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的可行性方案。 3.運用現(xiàn)代魯棒控制理論中的H∞原理,提出了一種新的基于模型的高速AFM成像反饋系統(tǒng)設(shè)計方案; 4.采用嵌有ARM7TDMI-S內(nèi)核的LPC2214芯片為微控制器,設(shè)

4、計了基于AFM的納米操作系統(tǒng)主控制電路; 5.以TI公司高性能、低成本浮點DSP TMS320C6701作為微處理器,采用AD公司的超高速16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD768作為壓電陶瓷向驅(qū)動電壓輸出芯片,設(shè)計了基于模型控制的高速AFM反饋硬件系統(tǒng); 6.針對AFM納米操作系統(tǒng)的實時性,高效性要求,引入嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux,采用多線程編程技術(shù),分析了uCLnux系統(tǒng)下的設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)方法,并對DSP的FLASH程序自引導(dǎo)

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