基于AFM探针的PZT标定和纳米尺度操控

发布时间：2017-10-31 04:24

  本文关键词：基于AFM探针的PZT标定和纳米尺度操控

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【摘要】：研究了一种利用一般原子力显微镜(AFM)实现简便高效纳米操作的方法。利用AFM的成像功能及AFM探针的刻划功能,记录并测量压电陶瓷管(PZT)在X和Y两个方向的位移特性,解决了一般AFM无法检测自身PZT在X和Y两个方向位移的问题;采用PrandtlIshlinskii(PI)模型对PZT的迟滞非线性特性进行建模并建立前馈控制器,以解决AFM探针任意运动路径的驱动问题;采用虚拟纳米手策略对AFM探针的运动路径进行设计,通过构建的前馈控制器驱动AFM探针,完成了15μm×15μm范围内对直径200 nm聚苯乙烯颗粒的连续折线推动,并对长约1.3μm的银棒进行了固定姿态连续平移操作,推动距离超过5μm,整个过程因减少了局部扫描环节而使平均单次操作时间减小到10 s以内。
【作者单位】： 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;中国科学院大学;辽宁工程技术大学电气与工程控制学院;
【关键词】： 原子力显微镜(AFM) 压电陶瓷管(PZT) Prandtl-Ishlinskii(PI)模型 纳米操作 虚拟纳米手策略
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61327014,61304251) 中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划资助项目
【分类号】：TB383.1;TH742
【正文快照】： 2.中国科学院大学,北京100049;3.辽宁工程技术大学电气与工程控制学院,辽宁葫芦岛125105)0引言基于原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的纳米观测和操作技术是纳米科技领域的核心技术[1]。AFM的执行器是一根尖端直径约为40 nm的探针,探针的X,Y和Z方向运动由压电陶瓷管

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本文编号：1120782