基于图像聚焦定位的AFM自动逼近方法研究

• 作者: 于鹏 刘剑 袁帅 马骏驰 魏阳杰
• 来源期刊: 仪器仪表学报
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜 自动逼近 自动聚焦 清晰度函数
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 精密测量与仪器
• 页码范围: 58-67
• 页数: 10页
• 分类号: TH74
• 语种: 中文
• DOI: 10.19650/j.cnki.cjsi.j1702373

摘要

原子力显微镜(AFM)是纳米科学技术领域中的常用工具.AFM扫描成像前需要手动或半自动操作步骤实现探针与样品逼近过程,自动化程度低、操作繁琐,探针容易受损.由此,提出了一种粗精结合的分段式自动定位方法.在粗定位阶段,采用自动聚焦定位方法,提出了一种最强边缘拉普拉斯算子均值算法,具有很强的抗噪性能,可以适应AFM长行程、不同纹理样品自动聚焦,以确定探针和样品的相对位置;精定位阶段,采用精确力反馈控制方法,当样品和探针作用力超过设定值时,探针在Z向纳米平台的带动下能够自动回退,使针尖得到有效保护.通过这两种方法的有效技术融合,可以实现探针-样品逼近过程的自动化操作,提高AFM的易用性和使用效率.