Bildauswertung von Rastertunnelmikroskopiedaten

Kapitel 1: Einführung

Kapitel 2: Grundlagen

Es wird eine Einführung in das Prinzip der Rastersondenmikroskopie gegeben und die verwendeten Begriffe werden erläutert.
Es folgen Ausführungen zur Fouriertransformation und es wird insbesondere für das Verfahren der diskreten Fouriertransformation R^2->R eine Fehlerabschätzung angegeben.
Im letzten Abschnitt werden einige Grundlagen der Nachrichtentechnik und der Systemtheorie erläutert.

Kapitel 3: Bildbearbeitung

Dieses Kapitel stellt den Kern der Arbeit dar. Es werden die Aufgaben bei der Nachbearbeitung von Bildern/Daten aus Rastersystemen dargelegt.
Grauwert-/Skalierungsoperation werden erläutert und es werden anschließend Verfahren zur Ausgleichskorrektur diskutiert. Nach diesem ersten Schritt der Nachbearbeitung werden Verfahren zur Detektion und Elimination extremer Störungen (Dropouts, Line-dopouts) vorgestellt.
Nachdem ein Bild normiert (-> Skalierung,Ausgleichskorrektur) und extreme, nicht als Rauschen interpretierbare Störungen entfernt wurden, kann Rauschen durch die Applikation von Filtern beseitigt werden. Neben der Diskussion von Filterverfahren im Frequenz- und Ortsraum und werden neue, die Signalstruktur erhaltende Filter vorgestellt.
Im letzten Abschnitt werden Methoden zur Elimination modellierbarer systematischer Störungen wie Temperaturdrift und Kriecheffekte (von Piezo-Elementen) beschrieben.

Kapitel 4: Datenanalyse

Die Rekonstruktion von Signalen aus Mengen diskreter Meßwerte mittels Interpolation wird motiviert und Verfahren, die unter Verwendung von kubischen C^2-Splines arbeiten, werden diskutiert.
Weitere, am Institut für Festkörper- und Werkstofforschung benötigte Verfahren zur Analyse spezieller Messungen (Potentiometrie, Spektroskopie) werden erläutert.
Die Problematik der Erkennung von Strukturen wir nur kurz erwähnt.

Kapitel 5: Datenrepräsentation

Einen sehr wichtigen Aspekt stellt die Repräsentation der Meßergebnisse dar. In diesem Kapitel werden verschiedene Methoden, die sowohl im 2- als auch im 3-Dimensionalen Datenraum arbeiten, vorgestellt. Die Bedeutung von farblichen Darstellungen wird diskutiert.

Kapitel 6: Auswerteprogramm XRTMA

Anhang A: XRTMA Handbuch

Ergebnis der Arbeit ist ein funktionsfähiges Auswerteprogramm, welches im IFW eingesetzt wird. Das Programm wird in diesem Kapitel dokumentiert.
Neben Funktionen zur Bildnachbearbeitung sind verschiedene Auswertefunktionen vorhanden. Das Programm kann sowohl IFW Dateien, als auch Daten, die in den Formaten NanoScope-III, DFM, und BCR (DME) vorliegen, bearbeiten.
Der funktionale Teil wird auf allen gängigen Plattformen (UNIX, MS-DOS) unterstützt. Die Bedienoberfläche ist ein UNIX-X11 Front-end.
Das Programm ist flexibel und kann in seiner Funktionalität ohne großen Aufwand an eigene Wünsche angepaßt werden.

XRTMA V 1.1 (z.Z. lauffähig auf: Linux, AIX, ConvexOS)

Anhang B: Datei-Format

Gemeinsam mit Mitarbeitern des IFW wurde ein neues Dateiformat erstellt, das den Transfer IFW spezifischer Meßwerte vom Gerät zum Auswerteprogramm gestattet.

Anhang C: Ergebnisse von Messungen

Hier werden die Ergebnisse eines Laufzeitvergleiches zwischen verschiedenen Lösungsmethoden zur Ausgleichskorrektur und die Daten einer Potentionetriemessung vorgestellt.

Anhang D: Literaturnachweis

Anhang E: Bildnachweis