舒瀚，王生怀，陈建瑜，邹春龙

（湖北汽车工业学院 精密测量技术研究所，湖北 十堰442002）

原子力显微镜（atomic force microscopy，AFM）根据原子之间的相互作用力对样品进行成像，凭借纳米级的分辨率和宽松的使用环境，广泛应用于多种领域［1］。在测量过程中，由于AFM探针针尖不可能无限尖锐，导致得到的表面形貌图实际为探针针尖与表面形貌卷积的结果［2］。AFM图像会因为探针的影响产生畸变［3］，而且畸变程度会随着探针半径与样品宽度的比例增大而增大，对评定光栅常数造成很大的影响。常用的AFM图像畸变消除方法如下：1）电子显微镜成像技术，比如扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）和透射电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）等［4］；2）利用探针盲重建算法进行重建探针形貌［5］；3）研制比探针针尖更小的纳米结构的探针校准器进行探针信息提取［6］。3种方法都有各自的优缺点，使用SEM或者TEM可以对探针进行高分辨率的表征，通过获得探针尺寸来消除畸变，但只能得到探针的轮廓信息，而且测量过程会损伤探针，给评定带入新的失真；同时探针的拆卸也较为困难。探针盲重建算法通过对AFM扫描图像边缘信息提取出探针形貌信息，再通过探针形貌信息重建出探针尺寸来消除畸变。该方法不会对探针造成损伤，容易实现，然而因为没有进行标定，无法准确判断重建后的探针形貌是否为真实探针形貌，容易受到模型准确性和噪声影响［7］。通过研制探针校准器可以准确获得探针针尖圆弧半径和探针锥角信息，并且整个表征过程简单、数据易处理，但该校准器制造成本较高，研制困难。……