●《博士後文庫》序言
前言
章 緒論
1.1 納米科技簡介
1.1.1 納米科技的發展歷程與應用領域
1.1.2 納米科技的特征
1.1.3 納米科技的關鍵技術——納米觀測與操作方法
1.2 主要納米觀測方法
1.2.1 光學顯微鏡觀測
1.2.2 SEM和TEM觀測
1.2.3 STM觀測
1.2.4 AFM觀測
1.3 主要納米操作方法
1.3.1 基於自組裝技術的納米操作
1.3.2 基於光鑷的納米操作
1.3.3 基於介電電泳的納米操作
1.3.4 基於SEM的納米操作
1.3.5 基於AFM的納米操作
1.4 AFM納米操作方法的應用特點及存在問題
第2章 AFM機器人化納米操作方法
2.1 AFM簡介
2.1.1 AFM的原子力-距離曲線分析
2.1.2 AFM的三種工作模式
2.2 AFM傳統機器人化納米操作方法
2.2.1 基於靜態圖像的離線式納米操作
2.2.2 基於增強現實的機器人化納米操作
2.2.3 基於局部掃描和路標定位的實時納米操作
2.3 基於隨機方法的AFM機器人化納米操作方法
2.3.1 AFM探針驅動器精度問題分析
2.3.2 探針在任務空間中的實時定位分析
2.3.3 基於虛擬夾具的AFM納米操作
第3章 基於溫漂補償模型的AFM圖像重構算法
3.1 AFM溫漂圖像重構理論
3.1.1 牛頓迭代法
3.1.2 圖像插值法
3.1.3 掃描圖像溫漂校正方法
3.2 溫漂圖像重構方法
3.2.1 溫漂補償模型
3.2.2 溫漂偏移矢量
3.2.3 偏移矢量計算
3.2.4 整圖重構方法
3.3 仿真與實驗分析
3.3.1 溫漂圖像MATLAB仿真實驗與分析
3.3.2 AFM溫漂圖像重構實驗與分析
第4章 基於探針模型的AFM圖像重構算法
4.1 AFM探針盲建模重構理論基礎
4.1.1 數學形態學基本概念
4.1.2 探針成像過程的數學描述
4.1.3 探針形貌估算算法
4.2 探針建模計算速度提高方法
4.2.1 探針針尖形貌預估計
4.2.2 算法核心的改進
4.3 探針建模精度提高方法
4.3.1 降噪閾值定義
4.3.2 降噪閾值估算
4.4 AFM掃描圖像重構實驗
4.4.1 探針形貌建模
4.4.2 碳納米管與納米顆粒掃描圖像重構
第5章 基於隨機方法的探針定位算法
5.1 基於AFM的探針定位算法研究
5.1.1 基於隨機方法的路標定位策略
5.1.2 基於AFM的納米操作坐標繫
5.2 基於Kalman的路標觀測模型分析
5.2.1 路標建立
5.2.2 路標觀測分析
5.2.3 針對水平觀測路標過程的建模分析
5.2.4 基於Kalman濾波的探針位置最優估算
5.3 探針運動模型分析
5.3.1 基於PI的運動模型
5.3.2 PZT的蠕變模型
5.3.3 繫統溫漂模型
5.4 基於路標觀測的探針定位仿真實驗
第6章 基於概率分布區間的納米機器人路徑規劃
6.1 基於概率分布區間的路標觀測路徑規劃
6.2 探針在任務空間中的路徑規劃
6.2.1 單路標環境下的路徑規劃
6.2.2 多路標環境下的路徑規劃
6.3 算法仿真與實驗驗證
6.3.1 基於Dijkstra方法的路徑規劃
6.3.2 基於蟻群算法的路徑規劃
6.4 路標動態配置
6.4.1 路標鄰域定義
6.4.2 虛擬夾具操作方法
6.4.3 基於虛擬夾具的納米操作仿真
第7章 基於AFM的納米操作平臺
7.1 繫統硬件與軟件實現
7.1.1 繫統硬件
7.1.2 軟件實現
7.2 AFM探針定位
7.2.1 探針定位繫統框架
7.2.2 模型參數實驗標定與實驗驗證
7.2.3 探針定位的精度提高
7.3 AFM納米操作
7.3.1 虛擬夾具納米操作
7.3.2 AFM納米操作演示
參考文獻
編後記
內容簡介
原子力顯微鏡因具備分辨率高、重復性好、可控性強的特點而成為目前極具發展潛力的納米操作工具。本書針對原子力顯微鏡納米操作環境中存在多種不確定因素，例如繫統溫漂、探針形貌展寬效應、探針控制誤差等問題，深入闡述原子力顯微鏡機器人化納米操作方法，論述基於溫漂補償的原子力顯微鏡圖像重構方法、基於探針模型的原子力顯微鏡圖像重構方法；在提高觀測精度的基礎上，進一步論述基於隨機方法的探針定位方法、基於概率分布區間的納米機器人路徑規劃方法；在模型參數標定的基礎上，論述基於原子力顯微鏡的納米操作的平臺構建以及對所提出的理論方法進行有效性驗證。
