| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-9页 |
| 第1章 绪论 | 第9-19页 |
| §1．1 纳米科技概述 | 第9-10页 |
| §1．2 扫描探针显微术的发展历史 | 第10-15页 |
| §1．2．1 STM发明之前的表面科学常用分析手段 | 第10-11页 |
| §1．2．2 扫描隧道显微镜的诞生 | 第11-12页 |
| §1．2．3 原子力显微镜的问世 | 第12-13页 |
| §1．2．4 AFM的发展现状及其应用 | 第13-15页 |
| §1．3 模拟式原子力显微镜的局限性 | 第15-16页 |
| §1．4 本文的主要研究内容及研究成果 | 第16-19页 |
| 第2章 原子力作用机理及原子力显微镜原理 | 第19-29页 |
| §2．1 原子力作用机理 | 第19-21页 |
| §2．1．1 远场作用力 | 第19-20页 |
| §2．1．2 近场作用力 | 第20-21页 |
| §2．2 AFM的基本原理 | 第21-22页 |
| §2．3 AFM微悬臂及其检测方法 | 第22-25页 |
| §2．3．1 AFM的微探针 | 第22-23页 |
| §2．3．2 微悬臂形变的检测方法 | 第23-25页 |
| §2．4 AFM中的图像表述及处理的理论基础 | 第25-29页 |
| §2．4．1 图像的数字化和离散图像的数学描述 | 第25-26页 |
| §2．4．2 AFM中图像处理的常用手段 | 第26-29页 |
| 第3章 数字式原子力显微镜的新方法研究 | 第29-41页 |
| §3．1 数字PID控制理论及控制方法 | 第29-34页 |
| §3．1．1 控制系统概述 | 第29-31页 |
| §3．1．2 模拟PID控制基本原理 | 第31-32页 |
| §3．1．3 数字PID控制算法 | 第32-34页 |
| §3．2 自动进给的方法研究 | 第34-38页 |
| §3．2．1 粗调和微调进给机构 | 第34-35页 |
| §3．2．2 步进电机及其驱动器 | 第35-36页 |
| §3．2．3 步进电机的计算机控制系统 | 第36-38页 |
| §3．3 AFM的计算机控制系统 | 第38-39页 |
| §3．4 AFM的软件系统 | 第39-41页 |
| 第4章 新型数字式原子力显微镜的研制 | 第41-61页 |
| §4．1 AFM探头设计 | 第42-43页 |
| §4．2 AFM数字PID控制系统 | 第43-46页 |
| §4．2．1 AFM数字PID控制系统 | 第43-44页 |
| §4．2．2 软件实现 | 第44-46页 |
| §4．3 A／D&D／A接口 | 第46-50页 |
| §4．3．1 A／D&D／A卡的选择 | 第46页 |
| §4．3．2 数据采集和扫描程序 | 第46-49页 |
| §4．3．3 扫描控制信号 | 第49-50页 |
| §4．4 自动进给系统 | 第50-52页 |
| §4．4．1 进给系统的装置 | 第50-51页 |
| §4．4．2 进给系统的软件实现 | 第51-52页 |
| §4．5 光电检测系统 | 第52-54页 |
| §4．6 扫描控制电路和高压放大电路 | 第54页 |
| §4．7 扫描和成像软件开发及其功能 | 第54-56页 |
| §4．8 图像处理及显示软件系统的开发 | 第56-61页 |
| §4．8．1 图像的显示和保存 | 第56-57页 |
| §4．8．2 二维标尺添加及截面线显示 | 第57-59页 |
| §4．8．3 三维显示及其尺寸标定 | 第59页 |
| §4．8．4 粗糙度统计功能 | 第59-60页 |
| §4．8．5 图像的增强和平滑 | 第60-61页 |
| 第5章 数字式AFM的实验研究及性能优化 | 第61-73页 |
| §5．1 自动进给系统的实验测试 | 第61-62页 |
| §5．2 数字反馈系统的实验测试 | 第62-64页 |
| §5．3 AFM的纳米粗糙度测量功能 | 第64-66页 |
| §5．4 AFM的精度分析 | 第66-70页 |
| §5．4．1 横向精度 | 第66-68页 |
| §5．4．2 纵向精度 | 第68-70页 |
| §5．5 系统噪声干扰分析 | 第70-73页 |
| §5．5．1 噪声干扰来源种类 | 第70-71页 |
| §5．5．2 降低噪声干扰的措施 | 第71-73页 |
| 第6章 原子力显微镜的应用研究 | 第73-78页 |
| §6．1 AL表面研磨后的AFM测量 | 第73页 |
| §6．2 薄膜样品表面的AFM测量 | 第73-75页 |
| §6．2．1 金膜表面结构的AFM测试 | 第74页 |
| §6．2．2 ZnO薄膜表面结构的AFM测量 | 第74-75页 |
| §6．3 AFM在微位移测量中的应用 | 第75-78页 |
| 第7章 总结与展望 | 第78-80页 |
| §7．1 研究工作总结 | 第78-79页 |
| §7．2 应用前景及研究工作展望 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 附录 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85页 |