基于SEM的纳米器件制造中多机器人操作机理与自主协调控制研究

Nanomanipulation is the key technique in nano manufacture. Stability, reliability and automatic nanomanipulation is an important method to high efficiency and production. This project will study the autonomous multi-robot cooperative control to nanostructures inside SEM environment, research on interaction between nanostructures and generate a nanoscale multi-material adhesion model. Multi-scale resolution motion mechanism will be analyzed. Four nanorobotic manipulator autonomous cooperative control through real-time micro-vision based on SEM will be realized, and providing new principles and new methods for the manufacture of three-dimensional nano-devices.

纳米操作是纳米器件制造中的关键技术，纳米操作过程的稳定性、可靠性和自动化是提高效率、批量生产的重要手段。本项目将研究纳米制造中多机器人操作与自主协同控制，以SEM环境下的纳米结构为研究对象，研究纳观环境下纳结构交互作用机理，建立纳米尺度对象间粘着模型；分析宏微跨尺度亚纳米精度运动机理，通过基于SEM实时显微视觉的四纳米机器手协同控制，实现多机器人自主纳米操作，为纳米器件的三维制造提供新原理和新方法。

纳米操作是纳米器件制造中的关键技术，纳米操作过程的稳定性、可靠性和自动化是提高效率、批量生产的重要手段。本项目将研究纳米制造中多机器人操作与自主协同控制，以SEM环境下的纳米结构为研究对象，研究纳观环境下纳结构交互作用机理，建立纳米尺度对象间粘着模型；分析宏微跨尺度亚纳米精度运动机理，通过基于SEM实时显微视觉的四纳米机器手协同控制，实现多机器人自主纳米操作，为纳米器件的三维制造提供新原理和新方法。研究纳米材料可靠抓取释放技术，建立范德华力—电磁力抓取释放模型，实现CNT抓取。突破跨尺度纳米驱动控制关键技术，建立粘滑驱动动力学模型，突破纳-微-毫跨尺度驱动。研究三维纳米显微视觉技术，建立纳米操作机器人平台。实现SEM中双目三维显微视觉，建立16自由度四操作机器人平台定位精度优于2nm。突破四操作机器人合作操作关键技术，建立四操作机策略库实现四操作机合作操作CNT。实现基于CNT材料FET组装，实现CNT的可控切割，切割精度0.5微米，实现在20微米源、漏电极上CNT装配。发表SCI/EI 论文56 篇，申请发明专利20 项；培养博士研究生3名，硕士研究生15 名。