مع التطور السريع في مجال تصنيع النانو الدقيقة ، البصريات الدقيقة و تكنولوجيا الكم ، ثلاثي الأبعاد لتحديد المواقع نانو الجدول هو جوهر تنفيذ الجهاز ، دقة الحركة مباشرة يحدد الحد الأعلى من أداء النظام . دقة تحديد المواقع على مستوى النانو يتطلب دقة السيطرة على مصادر الخطأ متعددة الأبعاد - العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة تحديد المواقع يتم مناقشتها في هذه الورقة من جوانب هيكل الميكانيكية ، والقيادة والسيطرة على الاضطرابات البيئية .
هيكل الميكانيكية خطأ : الأساس المادي من الدقة
هيكل الميكانيكية هو " هيكل عظمي " لتحديد المواقع منصة ، و خصائصه الطبيعية تشكل قيودا على دقة أسفل طبقة . أولا ، إزالة الاحتكاك من سلسلة انتقال هو عنق الزجاجة الرئيسية : إزالة الأسنان أو الخيط إزالة التقليدية انتقال الميكانيكية ( مثل التروس ، المسمار قضيب ) يمكن أن يؤدي إلى " المسافة الفارغة خطأ " ، في حين أن غير خطية من الاحتكاك ( مثل الاحتكاك الساكن و الاحتكاك الديناميكي التبديل ) يمكن أن يؤدي إلى تأخير الحركة ، ولا سيما في سرعة منخفضة أو عكس تضخيم الخطأ . ثانيا ، تشوه مرن لا يمكن تجاهلها : تشوه صغير ( مثل دليل السكك الحديدية الانحناء ، المفصلي مرنة تمتد ) التي تنتجها المواقع الجدول تحت تحميل يمكن أن يؤدي مباشرة إلى النزوح الفعلي من القيادة القيمة . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن تأثير التمدد الحراري هو تضخيم بسرعة على نطاق النانو - تذبذب درجة الحرارة 1 ℃ يمكن أن تجعل أجزاء من الصلب تنتج 10 نانومتر تشوه ، وبالتالي فإن تطبيق انخفاض معامل التمدد الحراري المواد ( مثل الصلب والسيراميك ) أمر بالغ الأهمية .
القيادة والسيطرة على التكنولوجيا : دينامية السيطرة على جوهر الدقة
القيادة والسيطرة على خوارزمية تحديد القدرة على تتبع التعليمات . كهرضغطية السيراميك محرك الأقراص هو السائد بسبب استجابة سريعة ( ميكروثانية ) ، وارتفاع القرار ( subnanometer ) ، ولكن التباطؤ المتأصلة غير خطية ( حوالي 10 ٪ - 15 ٪ كامل السكتة الدماغية ) يجب أن تكون مقيدة تغذية التعويض أو حلقة مغلقة السيطرة . ومع ذلك ، على الرغم من أن صوت لفائف المحركات لا التباطؤ ، ولكن محدودة بسبب التداخل الكهرومغناطيسي والتدفئة ، تحتاج إلى تحقيق التوازن بين السرعة والدقة . دقة أجهزة الاستشعار هو " العين " التي تسيطر عليها حلقة مغلقة : القرار من صريف حاكم ( على سبيل المثال ، 1nm المستوى ) و تركيب غريب الأطوار يمكن أن يؤدي إلى خطأ آبي ( أي خطأ سببه عدم تطابق قياس المحور المحور ) التي يجب أن تقلل من تأثير من خلال تصميم متناظرة أو متعددة أجهزة الاستشعار الانصهار . وعلاوة على ذلك ، فإن قوة خوارزمية التحكم ( مثل التكيف PID ، وانزلاق الوضع السيطرة ) يمكن أن تمنع الاضطرابات الخارجية ، ولكن التعقيد الحسابي و الأداء في الوقت الحقيقي تحتاج إلى أن تكون مطابقة مع أجهزة السلطة .
العوامل البيئية والبشرية : مصادر الاضطرابات الخارجية من الدقة
الاهتزازات في المختبر ( على سبيل المثال ، الأرض microvibration والصوتيات الضوضاء ) يمكن أن تنتقل إلى موقع الجدول من خلال قاعدة ، مما تسبب في ارتفاع وتيرة التحول غضب . اضطراب تدفق الهواء ( على سبيل المثال ، وتكييف الهواء ، والمشي ) قد تتداخل مع أنظمة القياس مثل تداخل الليزر . وفي الوقت نفسه ، تفاصيل عملية التجميع ( على سبيل المثال ، دليل السكك الحديدية التوازي التكيف ، معايرة أجهزة الاستشعار ) تؤثر بشكل مباشر على دقة الأولية - حتى لو كان التصميم ، الجمعية خطأ يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الأداء العام أكثر من 30 ٪ .