論文名稱: 以利薩茹層迭式局部掃描實(shí)現(xiàn)高速大范圍之原子力顯微鏡

論文作者: 臺(tái)灣大學(xué) / 吳俊緯

指導(dǎo)教師: 傅立成《研究領(lǐng)域: 包括非線性控制、適應(yīng)控制、影像追蹤與伺服、AFM系統(tǒng)開發(fā)與控制、機(jī)電整合、機(jī)器人理論與應(yīng)用、生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化與排程，家庭自動(dòng)化、與電子商務(wù)。》

原子力顯微鏡是一種非常有用的精密量測(cè)儀器，此儀器具有奈米等級(jí)的解析能力并適用于導(dǎo)體與非導(dǎo)體樣本且不受使用環(huán)境所限制，為目前不可或缺的微奈米量測(cè)工具。然而，傳統(tǒng)原子力顯微鏡所使用的掃描方式，在軌跡上容易造成掃描儀的機(jī)械共振問題，且無(wú)法去除不必要的掃描區(qū)域，因此，對(duì)于一個(gè)大范圍與高分辨率的影像要求，必須要以一個(gè)更長(zhǎng)的掃描時(shí)間來(lái)達(dá)成，無(wú)法給予一個(gè)有效率的掃描表現(xiàn)，為目前原子力顯微鏡應(yīng)用上的主要缺陷。在本論文中，將以自行開發(fā)之原子力顯微鏡系統(tǒng)從三個(gè)不同的層面來(lái)克服上述問題。

首先，我們采用順滑式利薩茹軌跡并搭配適合此軌跡的先進(jìn)控制法則，可在不引起水平掃描儀震動(dòng)的情況下提高掃描速率與精度。其次，針對(duì)此順滑軌跡的路徑特征，撰寫掃描路徑算法則，并利用探針橫過樣本后回授的高度信息去除不必要的掃描區(qū)域，藉此減少掃描所需時(shí)間。最后，考慮樣本表面形貌的變化情形，在表面劇烈變化的地方提供一個(gè)更高分辨率的掃描，藉此改善掃描影像的質(zhì)量，從實(shí)際的掃描應(yīng)用可以證實(shí)上述方法之效果。