Control of nonlinear cantilever oscillation in dynamic-mode atomic force microscopy

动态模式原子力显微镜中非线性悬臂振荡的控制

• 批准号: 20760238
• 负责人: YAMASUE Kohei
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku University (2010)Kyoto University (2008-2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20760238/
• 关键词: カオス制御; マイクロ・ナノデバイス; 制御工学; 振動制御; 時間遅れフィードバック制御; 表面・界面物性; 走査プローブ顕微鏡・非線形動力学; 非線形動力学; 査定型プローブ顕微鏡; 走査型プローブ顕微鏡; 走査プローブ顕微鏡

Dynamic-mode atomic force microscopy has been a fundamental tool for research and development in the fields of nanoscience and nanotechnology. This microscopy enables us to observe topography and physical properties of sample surfaces by utilizing cantilever sensors that are extremely sensitive for tiny force at the atomic and molecular level. On the other hand, it has been recently reported that significant performance degradation can occur during measurement due to the irregular oscillation of cantilever sensors. In this research project, we proposed a novel control method for overcoming the performance degradation and newly developed a prototype controller for cantilever oscillation. The control performance was successfully demonstrated in an actual dynamic-mode atomic force microscope.

动态模式原子力显微镜已经成为纳米科学和纳米技术领域研究和发展的基本工具。这种显微镜使我们能够利用悬臂梁传感器观察样品表面的形貌和物理特性，悬臂梁传感器对原子和分子水平的微小力非常敏感。另一方面，最近有报道称，由于悬臂梁传感器的不规则振荡，在测量过程中可能会发生显着的性能下降。在本研究计画中，我们提出了一种新的控制方法，以克服性能退化，并新开发出一个原型控制器的悬臂梁振荡。在实际的动态模式原子力显微镜中成功地证明了控制性能。

项目成果

遅延帰還を用いたダイナミックモード原子間力顕微鏡のカンチレバー振動の安定化

使用延迟反馈稳定动态模式原子力显微镜中的悬臂振动

• 发表时间: 2010
• 期刊: 顕微鏡
• 作者: 山末耕平;引原隆士
• 通讯作者: 引原隆士

Controlling chaos in dynamic-mode atomic force microscope

• DOI: 10.1016/j.physleta.2009.07.009
• 发表时间: 2009-08
• 期刊: Physics Letters A
• 影响因子: 2.6
• 作者: K. Yamasue;K. Kobayashi;Hirofumi Yamada;K. Matsushige;T. Hikihara

原子間力顕微鏡における制御応用とその展望

原子力显微镜的控制应用和前景

• 发表时间: 2009
• 期刊: システム／制御／情報
• 作者: 山末 耕平;引原 隆士
• 通讯作者: 引原 隆士

Nonlinear dynamics in atomic force microscopy and its control for nanoparticle manipulation, Chapter 9 inNonlinear Dynamics of Nanosystems

原子力显微镜中的非线性动力学及其对纳米粒子操纵的控制，《纳米系统非线性动力学》第 9 章

• 发表时间: 2010
• 作者: Kohei Yamasue;Kei Kobayashi;Hirofumi Yamada;Kazumi Matsushige;and Takashi Hikihara;Kohei Yamasue and Takashi Hikihara
• 通讯作者: Kohei Yamasue and Takashi Hikihara

時間遅れフィードバック制御の振幅変調型原子間力顕微鏡への応用

时滞反馈控制在调幅原子力显微镜中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 山末 耕平;小林 圭;山田 啓文;松重 和美;引原 隆士
• 通讯作者: 引原 隆士