| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 纳米科技概述 | 第9页 |
| 1.2 扫描探针显微镜技术的发展 | 第9-13页 |
| 1.2.1 扫描隧道显微镜 | 第9-10页 |
| 1.2.2 原子力显微镜发展及应用 | 第10-13页 |
| 1.3 嵌入式系统技术 | 第13-14页 |
| 1.4 课题研究的背景和意义 | 第14页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第14-16页 |
| 第2章 AFM系统原理分析及总体结构 | 第16-28页 |
| 2.1 AFM的工作原理 | 第16-17页 |
| 2.2 AFM的工作模式 | 第17-21页 |
| 2.3 AFM成像系统模型 | 第21-22页 |
| 2.3.1 探针模型 | 第21页 |
| 2.3.2 探针与样品间的原子力模型 | 第21-22页 |
| 2.4 AFM总体结构设计 | 第22-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-28页 |
| 第3章 AFM系统硬件研制 | 第28-62页 |
| 3.1 AFM扫描器系统研制 | 第28-40页 |
| 3.1.1 PZT压电陶瓷管及AFM扫描方式 | 第29-32页 |
| 3.1.2 PZT微位移平台的选择 | 第32-33页 |
| 3.1.3 PZT微位移平台控制系统设计 | 第33-38页 |
| 3.1.4 三维步进扫描平台 | 第38-40页 |
| 3.2 AFM微悬臂偏转检测系统设计 | 第40-48页 |
| 3.2.1 AFM微悬臂偏转量检测方法 | 第41-43页 |
| 3.2.2 四象限光电探测器检测微悬臂偏转量的原理 | 第43-46页 |
| 3.2.3 AFM微悬臂偏转量检测的实现 | 第46-48页 |
| 3.3 反馈控制系统设计 | 第48-53页 |
| 3.3.1 控制系统概述 | 第49-50页 |
| 3.3.2 PID控制原理 | 第50-53页 |
| 3.4 轻敲式AFM驱动系统研制 | 第53-56页 |
| 3.4.1 系统频率产生电路工作原理 | 第53-55页 |
| 3.4.2 系统放大电路工作原理 | 第55-56页 |
| 3.4.3 系统设计 | 第56页 |
| 3.5 AFM自动进针系统设计 | 第56-60页 |
| 3.5.1 自动进针系统工作原理 | 第57-58页 |
| 3.5.2 自动进针系统设计 | 第58-60页 |
| 3.6 CCD与光学显微监控系统 | 第60页 |
| 3.7 以太网接口电路 | 第60-61页 |
| 3.8 AFM大范围扫描的实现 | 第61页 |
| 3.9 本章小结 | 第61-62页 |
| 第4章 ARM控制软件研制及测试 | 第62-84页 |
| 4.1 基于ARM920T的S3C2410简介 | 第62-63页 |
| 4.2 嵌入式ARM-μCLinux设备驱动 | 第63-64页 |
| 4.3 ARM与DA9881控制软件设计及测试 | 第64-66页 |
| 4.3.1 D/A软件设计 | 第64页 |
| 4.3.2 D/A输出测试 | 第64-66页 |
| 4.4 ARM与A/D控制软件设计及测试 | 第66-68页 |
| 4.4.1 A/D软件设计 | 第66页 |
| 4.4.2 A/D输入测试 | 第66-68页 |
| 4.5 QP50-6SD2灵敏度测试 | 第68-69页 |
| 4.6 自动进针系统软件实现 | 第69-70页 |
| 4.7 PZT扫描控制软件实现 | 第70页 |
| 4.8 PID控制测试 | 第70-75页 |
| 4.9 轻敲式AFM驱动系统软件设计及测试 | 第75-80页 |
| 4.9.1 软件协议设计 | 第75-76页 |
| 4.9.2 系统测试及分析 | 第76-79页 |
| 4.9.3 轻敲式AFM驱动系统扫频输出 | 第79-80页 |
| 4.10 PC机控制软件实现 | 第80-82页 |
| 4.11 本章小结 | 第82-84页 |
| 第5章 AFM系统成像影响因素分析及实验研究 | 第84-110页 |
| 5.1 压电扫描器的迟滞非线性分析和校正 | 第84-86页 |
| 5.2 探针对扫描结果的影响 | 第86-92页 |
| 5.2.1 AFM探针的展宽效应 | 第87-88页 |
| 5.2.2 AFM针尖结构对扫描结果的影响 | 第88-92页 |
| 5.3 影响AFM的环境因素 | 第92页 |
| 5.4 AFM实验前的准备工作 | 第92-93页 |
| 5.5 气相条件下形貌扫描实验及研究 | 第93-98页 |
| 5.5.1 光栅纳米结构形貌实验 | 第93-95页 |
| 5.5.2 AFM探针扫描形貌重复性实验 | 第95-96页 |
| 5.5.3 CD-R的AFM扫描实验 | 第96-98页 |
| 5.6 液相条件下形貌扫描实验及研究 | 第98-105页 |
| 5.6.1 AFM生物细胞成像实验及细胞特征提取 | 第98页 |
| 5.6.2 材料和仪器 | 第98页 |
| 5.6.3 实验方法及细胞AFM成像 | 第98-100页 |
| 5.6.4 细胞图像预处理 | 第100-102页 |
| 5.6.5 细胞边缘特征提取 | 第102-105页 |
| 5.7 气相和液相条件下样品形貌对比实验 | 第105-106页 |
| 5.8 序列图像拼接实验 | 第106-108页 |
| 5.9 本章小结 | 第108-110页 |
| 第6章 总结和展望 | 第110-114页 |
| 6.1 总结 | 第110-112页 |
| 6.2 展望 | 第112-114页 |
| 致谢 | 第114-115页 |
| 参考文献 | 第115-120页 |
| 附录 | 第120页 |