Compensation of thermal drift effects in atomic force microscopy using probabilistic state estimation

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Sergej Fatikow
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics ; Microsystems
• Term: from 2013 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 243221359

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Im Rahmen dieses Projektes wurden drei wesentliche Erkenntnisse gewonnen. Der wichtigste Fortschritt, der während dieses Projektes erreicht werden konnte, ist der mathematische Beweis, dass der Algorithmus von Lukas und Kanade von Video-Bildern auf zeitlich divergente Ströme von Orts-Zeit Daten verallgemeinert werden kann. Dies bedeutet, dass die seit 20 Jahren bekannte und weit verbreitete Methode, die Verschiebung der Objekte, die zwischen zwei Bildern in einem Video auftritt, verallgemeinert werden kann. Diese Verallgemeinerung von vollständigen Bildern hin zu Scan-Trajektorien bietet die Möglichkeit, das im Antrag beschriebene Problem vollständig zu lösen. Hierfür bietet sich am besten die während der zweiten Projektphase entwickelte ZiggZagg-Trajektorie an, da diese ein Optimum von räumlicher und zeitlicher Nähe der zur Bestimmung des Drifts benötigten Messpunkte, sowie einer, in Relation zu einfachen Rasterscans, unwesentlich längerer Scandauer bietet. Das Ergebnis, dass das vorgesehene generische Modell keine hinreichende Beschreibung des Problems zulässt, kann als „Überraschung“ im Projektverlauf angesehen werden.

Publications

• Development of Novel Operation Modes for Atomic Force Microscopy Based Nanofabrication and 3d Nanometrology. München: Verl. Dr. Hut, 2014
  Krohs, Florian
  
• "Modeling and compensating thermal drift in time divergent AFM measurements," Micro-Nano-Integration; 6. GMM-Workshop, Duisburg, Germany, 2016, pp. 1-6
  J. E. Krauskopf, M. Bartenwerfer and S. Fatikow