Информационно-экспертная система для исследования пространственной структуры тонких металлических пленок на наноуровне

• Автор: Федоров, Артур Григорьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Введение

Глава 1. Голографические методы исследования структуры объектов

1.1. Анализ современного состояния в области исследования структур объектов голографическим методом
1.2. Низкоэнергетический электронный микроскоп. Метод получения голографических изображений объектов

1.2.1. Безлинзовый низкоэнергетический проекционный электронный микроскоп

1.2.2. Модель Финка

1.2.3. Модель Р. Морина

1.3. Математическое описание движения электронов в низкоэнергетическом электронном микроскопе
1.4. Алгоритмическое и программное обеспечение реконструкции голографических изображений

1.4.1. Требования к программному обеспечению

1.4.2.Программное обеспечение обработки изображений

1.5. Выводы
Глава 2. Информационноэкспертная система получения и обработки
голографической информации.
2.1. Комплекс информационноэкспертной системы для получения и обработки голографической информации.
2.2. Инструментальный модуль информационноэкспертной системы
2.2.1. Исследование атомной структуры тонких металлических пленок
2.2.2. Технические средства экспериментальной установки
2.3. Система обработки и хранения визуализированной информации
2.4. Задачи разработки программного обеспечения
Глава 3. Численный метод реконструкции голографических изображений тонких металлических пленок
3.1. Математическое описание образования голографического изображения объекта исследования в вакуумной установке
3.2. Модель голографического изображения объекта исследования
3.3. Оценка информативности голографических изображений объекта исследования
3.4. Выводы
Глава 4. Информационное обеспечение и программная поддержка анализа и обработки голографической информации
4.1. Структура информационноэкспертной системы
4.2. Программное обеспечение информационного модуля
4.3. Предварительная обработка визуализированной информации
4.4. Алгоритм реконструкции структуры исследуемого образца по голографическим изображениям
4.5. Тестирование информационноэкспертной системы для исследования пространственной структуры тонких металлических пленок по голографическим изображениям
4.5.1. Тестирование инструментального модуля
4.5.2. Аппаратные ресурсы вычислительной системы
4.5.3. Интерфейс программного обеспечения для исследования пространственной структуры тонких металлических пленок
4.5.4. Тестирование программного обеспечения получения и обработки голографической информации
Заключение
Литература


Глава 1. Низкоэнергетический электронный микроскоп. Модель Р. Глава 2. Комплекс информационноэкспертной системы для получения и обработки голографической информации. Глава 3. Глава 4. П. 1. П. 2. Актуальность темы. В настоящее время во всем мире уделяется вес возрастающее внимание исследованию и диагностике микро и наноструктуры твердотельных объектов применительно к созданию новых полупроводниковых наноприборов, углеродных нанотрубок, металлов и сплавов, алмазных пленок, керамических материалов и приборов на их основе. Знание их строения на наноуровне, а также анализ различных параметров, включая границы раздела и электронные связи в кристаллических решетках, которые во многом определяют прочностные и электронные свойства получаемых новых материалов, влияет на прогнозирование и оценку эффективности и надежности твердотельных систем, на выбор технологии получения этих материалов, а так же на их применение в различных приборах. Для исследования атомной структуры объекта применяются различные экспериментальные методы, среди них можно выделить метод дифракции медленных электронов, рентгеноструктурный анализ и некоторые др. Но не один из них не позволяет получать информацию о трехмерной ЗЭ структуре объектов. Теория и практика исследования твердотельных структур на наноуровне требуют создания как экспериментальных, так и информационноэкспертных систем ИЭС, позволяющих получать экспериментальную информацию и проводить экспертизу этих структур в пространственном представлении. Проведенный нами анализ показал, что основой такой системы может стать электронноголографический метод и созданная на его основе экспериментальная установка, которую можно назвать низкоэнергетическим проекционным электронным микроскопом НПЭМ, являющаяся одним из модулей ИЭС. Практически реализовать уникальные достоинства НПЭМ можно, если в качестве источника электронов использовать полевой металлический электронный катод ПЭК см. Важнейшим преимуществом этих катодов является то, что они позволяют получать, в отличие от широко применяемых термокатодов, монохроматические электронные пучки. Рис. Полевой электронный катод. Неразрушающий контроль обеспечивается тогда, когда энергия электронного пучка не превышает 0 эВ. Это накладывает дополнительные требования к детектору для регистрации монохроматических лучей. Вследствие низкой энергии электронного пучка к детектору предъявляется требование усиления сигнала. В функции детектора должны также входить увеличение и отображение монохроматического луча в виде двумерного изображения. Так как для реконструкции структуры необходимо специальное математическое и программное обеспечение, обязательным структурным элементом ИЭС должен быть информационный модуль. Из сказанного выше следует, что тема диссертационной работы несомненно актуальна. ЗЭ форме. Методы исследования. Исследования проводились взаимодополняющими методами системного анализа, физического и математического моделирования, численного и натурного эксперимента. ИЭС и проведено ее тестирование. ПО, реализующего программу исследований трехмерных наноструктур с помощью голографического метода на заданных технических средствах компьютерной системы. Комплекс средств может быть использован как в научных исследованиях, так и в промышленности для экспрессанализа состояния материалов, непрерывного контроля состояния подложки и процесса нанесения активных и пассивных элементов микросхем и т. Устойчивость и процессы управления, посвященной летию со дня рождения проф. РАН В. Опубликованные работы. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ .