حل مشکل ارتعاش در میکروسکوپ‌ها با استفاده از یک سیستم کنترلی جدید

سیستمهای نانومکان‌یاب توده‌ای پیزوالکتریک روشی معمول برای
کاربردهای روبشی هستند، اما ساخت آنها می‌تواند موجب ایجاد یک
پیک ارتعاشی با فرکانس پایین شود که رهگیری پهنای باند را
محدود می‌کند. محققان برای غلبه بر این مشکل یک روش کنترلی
ابداع کرده‌اند که پهنای باند پایه را تا بیش از یک کیلوهرتز
تقویت کرده و امکان کار در سرعت‌های بالا را ایجاد می‌کند.

رضا مهیمانی از دانشگاه نیوکاسل در استرالیا در مصاحبه با
nanotechweb.org می‌گوید: «هدف نهایی ما این است که میکروسکوپی
نیروی اتمی را با سرعتی معادل فریم ویدئویی انجام دهیم، در این
صورت می‌توانیم نمونه‌های متحرک را مطالعه کنیم. در آینده
بسیار نزدیک ما از این روش برای ایجاد سریع نقشه‌های توپوگرافی
دقیق در اندازه ۱۰۰ در ۱۰۰ میکرومتر بهره خواهیم برد».

همانگونه که مهیمانی اشاره می‌کند، ابزار ناومکان‌یاب پیشرفته
آنها هیچ کمبود و نقصی ندارد. او می‌افزاید: «عملکرد قوی
ردیابی که توسط روش بازخورد-پیش‌خورد (Feed-Forward) ایجاد
می‌شود، این مراحل را برای نانولیتوگرافی، بررسی یکپارچگی
ویفر، و نانوماشین‌کاری مناسب می‌سازد. کاربرد دیگر این روش
شامل برش و مکان‌نمایی بسیار دقیق با لیزر می‌شود».

مهیمانی می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که روش‌های حلقه بسته که
عمل تعدیل را با انتگرال ترکیب می‌کنند، می‌توانند تا حد زیادی
سرعت ردیابی را افزایش دهند، در حالی که استفاده از تعدیل
مبتنی بر بازخورد و پیش‌خورد مبتنی بر وارونه‌سازی می‌تواند
بدون از بین بردن دقت، سرعت مکان‌یابی بسیار بالایی ایجاد
کنند. کار کردن با راهبردهای نانومکان‌یابی حلقه بسته این تعجب
را ایجاد می‌کند که با وجودی که استفاده از عمل انتگرال به
تنهایی تا حد زیادی سرعت ردیابی را کاهش می‌دهد، اما هنوز هم
در بسیاری از مدل‌های تجاری موجود، راهکار غالب می‌باشد».

این محققان نتایج کار خود را در مجله Nanotechnology منتشر
کرده‌اند.