原子力顯微鏡中壓電陶瓷管非線性校正技術(shù)實(shí)現(xiàn)與研究.pdf

1、掃描探針顯微鏡(SPM)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科學(xué)的研究和工業(yè)生產(chǎn)中,成為納米科技的常規(guī)工具.而作為SPM的一種,原子力顯微鏡(AFM)是繼掃描隧道顯微鏡(STM)之后發(fā)明的一種具有原子級高分辨的新型儀器,可以在大氣和液體環(huán)境下對各種材料和樣品進(jìn)行納米區(qū)域的物理性質(zhì)包括形貌進(jìn)行探測,或者直接進(jìn)行納米操縱;現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、納米功能材料、生物、化工、食品、醫(yī)藥研究和科研院所各種納米相關(guān)學(xué)科的研究實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域中,成為納米科學(xué)研究的基本工具.本

2、課題籍助于合作單位的技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)驗(yàn)平臺,利用智能自動化技術(shù),解決當(dāng)前納米檢測設(shè)備中AFM壓電執(zhí)行器非線性問題.通過非線性校正的低成本自動化解決方案的研究,以期消除AFM圖像扭曲,提高圖像真實(shí)度.同時也有助于提高AFM等設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)性能,使其真正成為納米科技研究人員的"眼"和"手",從而促進(jìn)納米技術(shù)的發(fā)展.本人的主要研究工作及成果有:1.在對AFM中x、y壓電執(zhí)行器的非線性特性分析的基礎(chǔ)上,選擇了AFM中x、y壓電執(zhí)行器的非線性建模方法

3、,并設(shè)計(jì)了以多項(xiàng)式建模方法為基礎(chǔ)的在線進(jìn)行校正的總體方案;2.基于已建立的AFM壓電執(zhí)行器非線性多項(xiàng)式模型,設(shè)計(jì)和開發(fā)了DSP非線性校正軟件,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性;3.利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對已有的AFM壓電執(zhí)行器非線性模型的建模方法進(jìn)行了改進(jìn),用數(shù)字仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性,并提出了將其應(yīng)用于在線進(jìn)行非線性校正的方法;4.通過調(diào)試,將自己開發(fā)的DSP非線性校正軟件集成并應(yīng)用于愛建公司的AJ-Ⅲ型AFM中,從而提高了AFM非線性校