[发明专利]基于原子力显微镜的任务导向混合模式纳米操作方法

摘要

本发明涉及纳米技术领域，公开一种基于原子力显微镜的任务导向混合模式纳米操作方法，本发明首次提出了任务导向的概念，对于目标复杂的零维、一维纳米结构采用主从操作模式，其它情况下应采用预编程操作模式；本发明采用多模式工作方式，充分利用了系统的软硬件资源，丰富了纳米操作系统的功能，提高了纳米作业的效率；通过主从模式可以实现对复杂任务的人工监控操作，操作过程中的力反馈使操作者具有很好的临场感，增强了操作的精度与可靠性。预编程操作模式具有小步距、快速多点定向，高效操作控制被操作对象位姿的特点。两种操作方法的有机结合使该系统在适用范围、操作效能、鲁棒性、稳定性等方面得到很大的提升。

主权项

一种基于原子力显微镜的任务导向混合模式纳米操作方法，其特征在于：对于目标复杂的的零维、一维纳米结构采用主从操作模式，其它情况下应采用预编程操作模式；  所述主从操作模式为：操作者将控制命令通过具有力感知功能的输入设备下达到主控计算机，主控计算机将宏观尺度位置坐标转化为纳观尺度位置坐标，并通过以太网传递给原子力显微镜控制器，由控制器将探针的位置信息发送给原子力显微镜完成操作，同时将探针在操作过程中所受的力信号反馈给操作者；  所述预编程模式为：主控计算机中设置规划层，原子力显微镜控制器中设置执行层；操作者只需通过人机交互界面提供操作需求，由规划层求取被操作对象的初始位置与终止位置的水平坐标差和垂直坐标差及初始位置与终止位置的角度差，再将这些差值分解成探针的一系列平动和转动基本操作，将分解后基本操作的起始和终止坐标通过以太网发送给执行层；执行层利用起始和终止坐标作为输入数据，采用原子力显微镜探针增强作业方法进行增强探针的平动操作规划和转动操作规划，并将规划后的探针位置信息向原子力显微镜发送，由原子力显微镜控制探针进行操作。