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新型数字式原子力显微镜的研制与应用研究
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新型数字式原子力显微镜的研制与应用研究
论文目录
 
摘要第1-4 页
ABSTRACT第4-9 页
第1章 绪论第9-19 页
　　§1．1 纳米科技概述第9-10 页
　　§1．2 扫描探针显微术的发展历史第10-15 页
　　　　§1．2．1 STM发明之前的表面科学常用分析手段第10-11 页
　　　　§1．2．2 扫描隧道显微镜的诞生第11-12 页
　　　　§1．2．3 原子力显微镜的问世第12-13 页
　　　　§1．2．4 AFM的发展现状及其应用第13-15 页
　　§1．3 模拟式原子力显微镜的局限性第15-16 页
　　§1．4 本文的主要研究内容及研究成果第16-19 页
第2章 原子力作用机理及原子力显微镜原理第19-29 页
　　§2．1 原子力作用机理第19-21 页
　　　　§2．1．1 远场作用力第19-20 页
　　　　§2．1．2 近场作用力第20-21 页
　　§2．2 AFM的基本原理第21-22 页
　　§2．3 AFM微悬臂及其检测方法第22-25 页
　　　　§2．3．1 AFM的微探针第22-23 页
　　　　§2．3．2 微悬臂形变的检测方法第23-25 页
　　§2．4 AFM中的图像表述及处理的理论基础第25-29 页
　　　　§2．4．1 图像的数字化和离散图像的数学描述第25-26 页
　　　　§2．4．2 AFM中图像处理的常用手段第26-29 页
第3章 数字式原子力显微镜的新方法研究第29-41 页
　　§3．1 数字PID控制理论及控制方法第29-34 页
　　　　§3．1．1 控制系统概述第29-31 页
　　　　§3．1．2 模拟PID控制基本原理第31-32 页
　　　　§3．1．3 数字PID控制算法第32-34 页
　　§3．2 自动进给的方法研究第34-38 页
　　　　§3．2．1 粗调和微调进给机构第34-35 页
　　　　§3．2．2 步进电机及其驱动器第35-36 页
　　　　§3．2．3 步进电机的计算机控制系统第36-38 页
　　§3．3 AFM的计算机控制系统第38-39 页
　　§3．4 AFM的软件系统第39-41 页
第4章 新型数字式原子力显微镜的研制第41-61 页
　　§4．1 AFM探头设计第42-43 页
　　§4．2 AFM数字PID控制系统第43-46 页
　　　　§4．2．1 AFM数字PID控制系统第43-44 页
　　　　§4．2．2 软件实现第44-46 页
　　§4．3 A／D&D／A接口第46-50 页
　　　　§4．3．1 A／D&D／A卡的选择第46 页
　　　　§4．3．2 数据采集和扫描程序第46-49 页
　　　　§4．3．3 扫描控制信号第49-50 页
　　§4．4 自动进给系统第50-52 页
　　　　§4．4．1 进给系统的装置第50-51 页
　　　　§4．4．2 进给系统的软件实现第51-52 页
　　§4．5 光电检测系统第52-54 页
　　§4．6 扫描控制电路和高压放大电路第54 页
　　§4．7 扫描和成像软件开发及其功能第54-56 页
　　§4．8 图像处理及显示软件系统的开发第56-61 页
　　　　§4．8．1 图像的显示和保存第56-57 页
　　　　§4．8．2 二维标尺添加及截面线显示第57-59 页
　　　　§4．8．3 三维显示及其尺寸标定第59 页
　　　　§4．8．4 粗糙度统计功能第59-60 页
　　　　§4．8．5 图像的增强和平滑第60-61 页
第5章 数字式AFM的实验研究及性能优化第61-73 页
　　§5．1 自动进给系统的实验测试第61-62 页
　　§5．2 数字反馈系统的实验测试第62-64 页
　　§5．3 AFM的纳米粗糙度测量功能第64-66 页
　　§5．4 AFM的精度分析第66-70 页
　　　　§5．4．1 横向精度第66-68 页
　　　　§5．4．2 纵向精度第68-70 页
　　§5．5 系统噪声干扰分析第70-73 页
　　　　§5．5．1 噪声干扰来源种类第70-71 页
　　　　§5．5．2 降低噪声干扰的措施第71-73 页
第6章 原子力显微镜的应用研究第73-78 页
　　§6．1 AL表面研磨后的AFM测量第73 页
　　§6．2 薄膜样品表面的AFM测量第73-75 页
　　　　§6．2．1 金膜表面结构的AFM测试第74 页
　　　　§6．2．2 ZnO薄膜表面结构的AFM测量第74-75 页
　　§6．3 AFM在微位移测量中的应用第75-78 页
第7章 总结与展望第78-80 页
　　§7．1 研究工作总结第78-79 页
　　§7．2 应用前景及研究工作展望第79-80 页
参考文献第80-84 页
附录第84-85 页
致谢第85 页

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