Rapid broadband discrete nanomechanical mapping of soft samples on atomic force microscope
Rapid broadband discrete nanomechanical mapping of soft samples on atomic force microscope
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原子力显微镜上软样品的快速宽带离散纳米力学绘图
DOI：
10.1088/1361-6528/ab8deb
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Lin, Nicole S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Jingren;Li, Xuemei;Zou, Qingze;Su, Chanmin;Lin, Nicole S.
在本文中，开发了一种使用原子力显微镜实现软样品快速宽带离散纳米力学绘图的方法。例如，需要纳米力学测绘 (NM) 来研究样品纳米力学分布的动态演化，前提是测绘足够快。然而，传统 NM 方法的吞吐量本质上受到探针连续访问每个采样位置所涉及的连续扫描的限制。因此，我们建议通过离散映射显着减少测量数量，其中仅访问和测量感兴趣的离散采样位置。利用基于在线搜索学习的技术来实现探针的快速接合和撤回，并在每个采样位置最小化相互作用力。然后，使用基于控制的纳米压痕测量技术，在可在较宽范围内任意选择的频率上快速获取每个位置的纳米力学特性。最后，探索了一种基于分解的学习方法，以实现采样位置之间的快速探针转换。使用聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 样品和 PDMS-环氧树脂样品作为示例，通过实验证明了所提出的技术。
In this paper, an approach to achieve rapid broadband discrete nanomechanical mapping of soft samples using an atomic force microscope is developed. Nanomechanical mapping (NM) is needed to investigate, for example, dynamic evolution of the nanomechanical distribution of the sample—provided that the mapping is fast enough. The throughput of conventional NM methods, however, is inherently limited by the continuous scanning involved where the probe visits each sampling location continuously. Thus, we propose to significantly reduce the number of measurements through discrete mapping where only discrete sampling locations of interests are visited and measured. An online-searching learning-based technique is utilized to achieve rapid probe engagement and withdrawal with the interaction force minimized at each sampling location. Then, a control-based nanoindentation measurement technique is used to quickly acquire the nanomechanical property at each location, over frequencies that can be chosen arbitrarily in a broad range. Finally, a decomposition-based learning approach is explored to achieve rapid probe transitions between the sampling locations. The proposed technique is demonstrated through experiments using a Polydimethylsiloxane (PDMS) sample and a PDMS-epoxy sample as examples.
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使用原子力显微镜和建模对植物力学进行体内分析
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
Ross Carter
通讯作者：
Ross Carter
DOI：
10.1002/9780470549124.ch1
发表时间：
2019-10
期刊：
Optimization for Chemical and Biochemical Engineering
影响因子：
--
作者：
Xin-She Yang;Xingshi He
通讯作者：
Xin-She Yang;Xingshi He
原子力显微镜上的快速宽带离散纳米力学绘图
DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
American Control Conference
影响因子：
--
作者：
Jingren Wang;Q. Zou;C. Su
通讯作者：
C. Su
DOI：
10.1109/tmech.2020.2971464
发表时间：
2020-02
期刊：
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
影响因子：
--
作者：
Jingren Wang;Q. Zou
通讯作者：
Jingren Wang;Q. Zou
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影响因子：
2.4
作者：
Juan Ren;Q. Zou
通讯作者：
Q. Zou