論文名稱: 以利薩茹層迭式局部掃描實現高速大范圍之原子力顯微鏡

論文作者: 臺灣大學 / 吳俊緯

指導教師: 傅立成《研究領域: 包括非線性控制、適應控制、影像追蹤與伺服、AFM系統(tǒng)開發(fā)與控制、機電整合、機器人理論與應用、生產系統(tǒng)自動化與排程，家庭自動化、與電子商務。》

原子力顯微鏡是一種非常有用的精密量測儀器，此儀器具有奈米等級的解析能力并適用于導體與非導體樣本且不受使用環(huán)境所限制，為目前不可或缺的微奈米量測工具。然而，傳統(tǒng)原子力顯微鏡所使用的掃描方式，在軌跡上容易造成掃描儀的機械共振問題，且無法去除不必要的掃描區(qū)域，因此，對于一個大范圍與高分辨率的影像要求，必須要以一個更長的掃描時間來達成，無法給予一個有效率的掃描表現，為目前原子力顯微鏡應用上的主要缺陷。在本論文中，將以自行開發(fā)之原子力顯微鏡系統(tǒng)從三個不同的層面來克服上述問題。

首先，我們采用順滑式利薩茹軌跡并搭配適合此軌跡的先進控制法則，可在不引起水平掃描儀震動的情況下提高掃描速率與精度。其次，針對此順滑軌跡的路徑特征，撰寫掃描路徑算法則，并利用探針橫過樣本后回授的高度信息去除不必要的掃描區(qū)域，藉此減少掃描所需時間。最后，考慮樣本表面形貌的變化情形，在表面劇烈變化的地方提供一個更高分辨率的掃描，藉此改善掃描影像的質量，從實際的掃描應用可以證實上述方法之效果。