Improving the Speed of AFM by Mechatronic Design and Modern Control Methods Geschwindigkeitsverbesserung beim AFM mittels mechatronischem Design und modernen Regelmethoden
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Georg Schitter
Abstract
In Atomic Force Microscopy (AFM) high-performance and high-precision control of the AFM scanner and of the imaging forces is crucial. Particularly at high imaging speeds the dynamic behaviour of the scanner may cause imaging artifacts and limit the maximum imaging rate. This contribution discusses and presents recent improvements in AFM instrumentation for faster imaging by means of mechatronic design and utilizing modern control engineering methods. Combining these improvements enables AFM imaging at more than two orders of magnitudes faster than conventional AFMs.
Zusammenfassung
Für die Rasterkraftmikroskopie (AFM) ist eine schnelle und hochpräzise Führung und Regelung der AFM-Positioniereinheit und der auf die Probe wirksamen Kräfte ausschlaggebend. Besonders bei hohen Messgeschwindigkeiten kann die Dynamik der AFM-Positioniereinheit Abbildungsartefakte verursachen und die maximale Messgeschwindigkeit beschränken. In diesem Beitrag werden innovative Entwicklungen, welche auf modernen mechatronischen und regelungstechnischen Methoden basieren, zur Erhöhung der Messgeschwindigkeit in der Rasterkraftmikroskopie diskutiert und vorgestellt. Durch eine Kombination dieser Entwicklungen kann die Messgeschwindigkeit des Rasterkraftmikroskopes gegenüber konventionellen Geräten um mehr als zwei Größenordnungen gesteigert werden.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
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