Bildauswertung von Rastertunnelmikroskopiedaten
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.
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.
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.
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.
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)
Gemeinsam mit Mitarbeitern des IFW wurde ein neues Dateiformat erstellt, das den Transfer
IFW spezifischer Meßwerte vom Gerät zum Auswerteprogramm gestattet.
Hier werden die Ergebnisse eines Laufzeitvergleiches zwischen verschiedenen
Lösungsmethoden zur Ausgleichskorrektur und die Daten einer Potentionetriemessung
vorgestellt.