State feedback control for adjusting the dynamic behavior of a piezo-actuated bimorph AFM probe

Abstract

Bu tezde, tam durum geri beslemeli kontrol yöntemiyle biri piezo olmak üzere iki katmanlı olan Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) probunun geçiş dinamiği incelenmiş ve değiştirilmiştir. Bu yöntem sayesinde probun kalite faktörünü ve rezonans frekansını istediğimiz değerlere eşzamanlı olarak ayarlayabiliyoruz. Bunun için ilk olarak geri besleme kazançlarının probun dinamiğine olan etkisini inceledik ve sonra probun zaman sabitinin kalite faktörünü azaltarak ve/veya rezonans frekansını arttırarak düşürülebileceğini gösterdik. Zaman sabitinin düşürülmesi neticesinde AKM ile yapılan tarama sonuçlarında hatayı azalttık.

In this thesis, we adjust the transient dynamics of a piezo-actuated bimorph Atomic Force Microscopy (AFM) probe using a state feedback controller. This approach enables us to adjust the quality factor and/or the resonance frequency of the probe simultaneously. We first investigate the effect of feedback gains on the dynamic response of probe and then show that the time constant of the probe can be reduced by reducing its quality factor and/or increasing its resonance frequency to improve the scan error in tapping mode AFM.