● 摘要
随着科学技术的发展,纳米科技研究成为前沿学科领域之一。原子力显微镜(AFM)具有很高的微观分辨率, 主要功能是在纳米尺度下研究物质的表面形貌和结构性质。原子力显微镜具有可在大气和液体等多种环境下进行微观纳米测量的优势,并且在金属或绝缘体等表面测定碳纳米材料以及生物大分子研究等方面发挥了重要作用,因而一举成为纳米科学技术领域内重要的检测成像工具。提高原子力显微镜的测量和成像质量和精度,是科学家和工程师们始终追求的目标。目前,现有控制技术很难克服原子力显微镜检测成像时工作速度慢和窄带限制等问题,其控制技术作为提高仪器性能的关键技术之一, 已经得到广泛的关注和研究。
本文首先介绍了原子力显微镜的检测原理和特点,简单分析了控制系统技术在原子力显微镜检测成像上的一些研究现状,有针对性的阐述了在实际检测成像工作的过程中得到的材料表面形貌图像中经常出现的暗纹、边缘不清晰、假象等影响形貌成像质量的各种原因。
其次,基于在实际检测过程中对特定工艺条件下的纳米材料样品,结合仪器的特点重点研究振幅参数、比例增益、积分增益、衰减增益和速度增益等控制参数对形貌像成像质量的影响,优化检测成像质量。
最后,讨论了原子力显微镜核心部件压电陶瓷扫描器的特性对检测图像质量的影响,并且对压电陶瓷扫描器的校正方法做了深入的分析。结合环境对于测试的综合影响,通过大量检测实践,优化参数使其达到预期的优化效果。
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