版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
用虚拟仪器实现扫描隧道显微镜(STM)的控制
物理系林亮宋真
指导老师
张朝晖
背景
1.扫描隧道显微镜(STM)简介
扫描隧道显微镜(ScanningTunnelingMicroscope)1982年由诺贝尔物理学奖得主葛-宾尼(GedBinning)和海-罗雷尔(HeinrichRohrer)等人研制成功。是一种具有原子级(A,埃)分辨率的表面分析仪器。在金属和半导体表面以及生命科学的研究中有着广泛的应用。2.STM工作原理简介控制部分控制分为三部分:粗逼近、扫描和负反馈。粗逼近用步进的方式进行,每加一次电压,向前逼近一步,采用锯齿形电压。扫描分为X扫描和Y扫描两部分,X方向为行方向,Y方向为列方向。X方向扫描过去再回来,然后Y方向换行,循环往复,可以扫描x×y大小的区域.负反馈和表面分析负反馈控制贯穿全过程。负反馈由加在Z方向上的电压来实现。首先读取隧道电流I,与标准值相减,然后经过比例、积分运算,得到负反馈电压的数值,加到Z轴上去,调节陶瓷管伸长,以实现衡电流扫描。加在Z轴上的电压的变化反应样品表面电子波函数的起伏。通过存储和读取分析Z轴电压的二维分布,就能得到样品表面起伏的信息。3.负反馈控制简介为了实现对STM探针与样品表面距离的控制,普遍方法是用pid控制。通常的STM的控制部分是用dsp芯片来实现的。而我们这里是用labview编程来实现对STM的控制。Pid有两种控制算法,即:
式(4)称为位置式PID控制算法。由于位置式算法输出在计算过程中容易产生积分饱和作用,导致控制器的响应速度变慢,而且由于积分的累积作用,在手动和自动切换时,很难做到无扰动切换。因此,人们又提出一种新的控制算法,PID增量式控制算法:二为什么要尝试新的控制方式虚拟仪器的关键环节是软件,使用和修改起来会更方便开发与维护的费用低,系统组建时间短具有强大的数据处理功能三我们所做的工作粗逼近控制XY扫描控制针尖到表面距离的负反馈控制四结论与问题用虚拟仪器来实现pid控制是十分方便的,而且修改起来也十分方便,当用硬件实现某些功能比较困难时,可以考虑用虚拟仪器。由于系统的硬件还没有完全准备好,所以我们还只能对扫描过程进行模拟。但从我们模拟的情况来看,用虚拟仪器实现STM的控制是完全可行的。Labview软件也有很大的局限性,例如时序问题,labview系统本身只提供了一毫秒周期的系统时钟。所以要实现真正的应用,还需考虑使用A/D卡的时钟。另外,关于Labview的资料还是太少,有一些模块都找不到描述,所以我们经常只能摸着石头过河。但其中也不乏乐趣!五致谢在我们的实验过程中,张朝晖老师给了我们很多的指导和鼓励,并为我们提供了很好的
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年全球及中国DPO即服务行业头部企业市场占有率及排名调研报告
- 山东省青岛市高三第一次模拟考试语文试卷(含答案)
- 2025物业管理公司劳务合同
- 小额贷款居间合同范文
- 2025展板制作合同
- 连带共同担保合同签订
- 建设围墙施工合同
- 提高团队效能与绩效改进
- 2025建筑工程居间合同
- 聘用人才劳动合同
- 点亮生命-大学生职业生涯发展与就业指导全套教学课件
- 旅居管家策划方案
- 车间消防安全知识培训课件
- 华为经营管理-华为的研发管理(6版)
- 锂离子电池生产工艺流程图
- 平衡计分卡-化战略为行动
- 幼儿园小班下学期期末家长会PPT模板
- 矿山安全培训课件-地下矿山开采安全技术
- GB/T 6417.1-2005金属熔化焊接头缺欠分类及说明
- 《社会主义市场经济理论(第三版)》第七章社会主义市场经济规则论
- 《腰椎间盘突出》课件
评论
0/150
提交评论