Numerical simulation of nano scanning in tapping mode afm under Q control

Bu tezde, kalite faktörü (Q) kontrollü altında çalışan bir atomik kuvvet mikroskobunun (AKM) nano boyutlardaki bir yüzeyi taramasını SIMULINK simülasyonları ile inceledik. Sadece tarama probunun dinamiğine değil, tarama işleminin bütünün simülasyonuna odaklandık. Bu sayede, Q kontrollü taramanın, değişik tarama değişkenleri ve ayarları için performansını sayısal olarak inceledik. İlk önce, probun etkin Q faktörünü ayarlamaktaki ödünleşmesini gösterdik. Düşük Q faktörü, prob ucu ile taranan yüzey arasındaki etkileşim kuvvetlerini artırırken, yüksek değerler tarama hızını sınırlandırmaktadır. Daha sonra, hata sinyalinin genliğine göre probun Q faktörünü anlık olarak değiştiren uyarlanabilir (adaptif) Q kontrolü kullanarak etkileşim kuvvetlerini artırmadan da daha yüksek tarama hızlarına ulaşmanın mümkün olduğunu gösterdik. Adaptif Q kontrolü sayısal olarak hesaplanan eş hata çizgileri kullanılarak standart Q kontrolü ile karşılaştırıldı ve sonuçlar deney düzeneğinde yapılan tarama deneyleriyle desteklendi.