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一种基于大范围扫描离子电导显微镜的形貌和体积测量方法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:《电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:P204[天文地球—测绘科学与技术] TH742[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51375363);陕西省科技厅工业攻关项目(No.2013GY2-04)
中文摘要:

针对现有测量方法不能同时实现大尺寸样品表面的总体和局部形貌的三维高分辨率测量以及体积计算的不足,提出了一种形貌和体积测量方法.本文首先构建了大范围扫描离子电导显微镜(Large-scale Scanning Ion Conductance Microscopy,L-SICM)系统,并利用数据拼接技术来扩展现有SICM系统的水平测量范围,从而实现样品形貌的大范围三维高分辨率测量,最后结合背景移除等数字图像处理技术来计算目标对象的体积.对亚毫米级样品的实验结果表明,基于L-SICM的测量方法可以有效完成大尺寸样品的总体和局部形貌的三维高分辨率测量及体积计算,且避免由光学测量方法引入的非线性误差.另外,采用更小的水平扫描步距(125 nm)可以减小5.82%的体积测量误差和38.12%的测量标准差,从而提高了系统测量的准确性和稳定性.

英文摘要:

A topography and volume measurement method is proposed to deal with the drawbacks of existing methods that they cannot simultaneously finish measuring the global and local morphologies of large-scale sample surface and volume calculation in a three-dimensional (3D) and high-resolution way. The large-scale scanning ion conductance microscopy (L- SICM) system was firstly built and the data stitching technique was used to extend the lateral measurement range of the existing SICM system,thus the large-scale,3D and high-resolution measurement result of the sample morphology can be obtained. Finally ,digital image processing techniques such as subtracting background were utilized to accurately calculate the volume of the target object. Experimental results on sub-ram level sample indicate that the L-SICM based measurement method can effectively measure the global and local morphologies of large-scale sample in a 3D and high-resolution way and accomplish calculating the target volume and avoiding the nonlinear errors introduced by the optical measurement methods. Moreover, using smaller lateral scanning step (125 nm) can decrease the volumetric measurement error by 5.82% and the standard deviation of volume measurement by 38.12%, therefore improving the accuracy and stability of the measurement system.

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期刊信息
  • 《电子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:郝跃
  • 地址:北京165信箱
  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611