基于探针定位的原子力显微镜纳米操作虚拟夹具实现

发布时间：2017-12-10 02:18

  本文关键词：基于探针定位的原子力显微镜纳米操作虚拟夹具实现

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【摘要】：尽管基于原子力显微镜(Atom force microscopy,AFM)的纳米操作在过去10年间取得了极大进展,但依然有两个问题没有得到很好解决:探针的精确定位和稳定性操作。由于压电陶瓷驱动器非线性和温漂的影响,使得探针相对于被操作物体的定位极其困难,从而造成纳米操作任务失败;同时,因为探针仅能对被操作物体施加点式作用力,在操作中经常出现探针滑过被操作物体,或者引起被操作物体的转动、形变等非理想结果,阻碍纳米操作的深入发展。针对上述问题,提出基于概率的虚拟夹具纳米操作方法,其核心思想是在基于路标观测的探针定位基础上,实现基于概率的探针多点并发操作策略—虚拟夹具方法。仿真与试验结果验证该方法可以稳定、长距离的推动纳米颗粒,能够对一维纳米材料(管、线、棒)进行定姿态操作,从而使AFM纳米操作效率得到极大提升。
【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;沈阳建筑大学信息与控制工程学院;千叶工业大学先进机器人系;
【基金】：国家自然科学基金(61305125,61175103) 国家博士后基金(2013M530955) 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】：TH742;TG75
【正文快照】： 0前言原子力显微镜(Atom force microscopy,AFM)驱动探针在样品表面上扫描,通过监控探针针尖与样品之间的微作用力变化进行高分辨率成像[1]。在观测基础上,AFM可进一步使用该作用力操作原子、分子,生物脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)与纳米微粒[2],并改变物质的微观

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本文编号：1272758