Vison and visual servoing for nanomanipulation and nanocharacterization using scanning electron microscope
Auteur / Autrice : | Naresh Marturi |
Direction : | Nadine Lefort-Piat, Sounkalo Dembélé |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Automatique |
Date : | Soutenance le 19/11/2013 |
Etablissement(s) : | Besançon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) |
Laboratoire : Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies | |
Jury : | Président / Présidente : Michèle Rombaut |
Examinateurs / Examinatrices : Nadine Lefort-Piat, Sounkalo Dembélé, Michèle Rombaut, Guillaume Morel, Alexandre Krupa, Olivier Haeberlé, Michel Paindavoine, Brahim Tamadazte | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Morel, Alexandre Krupa |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Avec les dernières avancées en matière de nanotechnologies, il est devenu possible de concevoir, avec une grande efficacité, de nouveaux dispositifs et systèmes nanométriques. Il en résulte la nécessité de développer des méthodes de pointe fiables pour la nano manipulation et la nano caractérisation. La d´étection directe par l’homme n’ étant pas une option envisageable à cette échelle, les tâches sont habituellement effectuées par un opérateur humain expert `a l’aide de microscope électronique à balayage équipé de dispositifs micro nano robotiques. Toutefois, en raison de l’absence de méthodes efficaces, ces tâches sont toujours difficiles et souvent fastidieuses à réaliser. Grâce à ce travail, nous montrons que ce problème peut être résolu efficacement jusqu’ à une certaine mesure en utilisant les informations extraites des images. Le travail porte sur l’utilisation des images électroniques pour développer des méthodes automatiques fiables permettant d’effectuer des tâches de nano manipulation et nano caractérisation précises et efficaces. En premier lieu, puisque l’imagerie électronique à balayage est affectée par les instabilités de la colonne électronique, des méthodes fonctionnant en temps réel pour surveiller la qualité des images et compenser leur distorsion dynamique ont été développées. Ensuite des lois d’asservissement visuel ont été développées pour résoudre deux problèmes. La mise au point automatique utilisant l’asservissement visuel, développée, assure une netteté constante tout au long des processus. Elle a permis d’estimer la profondeur inter-objet, habituellement très difficile à calculer dans un microscope électronique à balayage. Deux schémas d’asservissement visuel ont été développés pour le problème du nano positionnement dans un microscope électronique. Ils sont fondés sur l’utilisation directe des intensités des pixels et l’information spectrale, respectivement. Les précisions obtenues par les deux méthodes dans diff érentes conditions expérimentales ont été satisfaisantes. Le travail réalisé ouvre la voie à la réalisation d’applications précises et fiables telles que l’analyse topographique,le sondage de nanostructures ou l’extraction d’ échantillons pour microscope électronique en transmission.