基于數(shù)學形態(tài)學的AFM探針盲建模方法研究.pdf

1、原子力顯微鏡（AFM）的發(fā)明對于納米技術的發(fā)展有著十分重要的促進作用。然而，對于納米尺度下的線寬、顆粒形貌及表面粗糙度的測量，探針形貌對測量結果有很大的影響。此外，材料機械力學特性的一些重要測量方法同樣需要精確的探針形貌信息。現(xiàn)今，存在許多方法用于估計探針形貌。在這些方法中，最有前景的方法是由Villarrubia提出的基于數(shù)學形態(tài)學的探針盲建模算法。該算法的主要優(yōu)點是不需要提前對標樣進行準確標定，就能提取出最好的探針上邊界形貌。然而該

2、算法對于適宜探針標樣的要求非常模糊。在基于盲建模算法的基礎上，本文為選擇適宜探針標樣以實現(xiàn)準確盲建模提供了理論依據(jù)及實際驗證。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.系統(tǒng)地介紹了AFM探針形貌提取技術的研究現(xiàn)狀，分析了各種方法的優(yōu)缺點，引出了Villarrubia提出的盲建模算法。
　　2.詳細地介紹了盲建模算法的推導過程、程序設計及參數(shù)設置，并針對盲建模方法的不足，強化了適宜探針標樣的概念。
　　3.通過對實際探針形貌的電子顯

3、微鏡（SEM）圖像分析，建立了探針形貌圓錐結構模型。提出了用二維插值方法來平衡算法時間和水平分辨力之間的關系。針對該模型，對探針標樣的適宜形狀進行研究。結果表明，曲面結構比平面結構更適宜盲建模算法。此外，如果標樣結構適宜，該算法也可以準確盲建三棱錐探針的三維形貌。
　　4.為了定量衡量盲建模探針標定結果的準確性，提出了盲建模誤差的概念?；诿そＵ`差，分析了圓錐結構標樣對圓錐結構探針盲建的影響。實驗結果表明，要準確提取探針形貌，標