胡佳成，颜迪新，曹 丛，施玉书，张 树，李东升

(1. 中国计量大学,浙江 杭州 310018；2. 山东省计量科学研究院,山东 济南 250014；3. 中国计量科学研究院,北京 100029)

1 引 言

原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)，通常可以在横向和纵向上提供非常高的分辨率，由于AFM探针的有限尺寸，AFM所测量图像通常与真实样本不同。探针尺寸对被测图像的影响不仅会使被测图像失真，而且还会降低被测图像的分辨率。虽然可以采用制造尖锐扫描探针的技术，但由于其形状规则、硬度高，通常使用较大尺寸的探针。在亚微米尺度的测量中，样品尺寸比原子尺寸大。在这些情况下，扫描探针可以被认为是一个点去接触样本，因为探针和样本之间的小间隙可以忽略。基于这个假设，可以从被测图像中提取真实表面，但在大多数情况下是“不适定”的，因为它是强非线性的[1,2]。

1994年，Villarrubia J S[3]提出了扫描尖锐变化参考表面和采用盲重构算法建立探针针尖模型的方法来重构AFM图像，盲重构法的优点是可以在不确定样品真实表面轮廓的情况下，通过扫描参考表面来估计探针，进而利用得到的探针针尖模型来重构图像。1995年，Wang等[4]提出了训练神经网络在AFM图像和真实样品表面之间建立非线性映射，以此来恢复AFM中非理想针尖的展宽效应失真，但该法需要已知探针针尖形貌的情况下，通过AFM图像重构样本真实表面来生成训练集。目前获取探针针尖形貌的方法主要有采用SEM/TEM、利用探针表征结构(Tip-C)以及盲重构。其中扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)是两种非原位针尖形貌成像技术，但是其本身操作(特别是TEM)复杂且费时。……