[发明专利]一种基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构系统及方法

权利要求书

1.一种基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构系统，其特征在于，包括扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜中固定有基础平台，所述基础平台上固连有左右对称的一对第一压电陶瓷运动台，还固连有前后对称的一对第二压电陶瓷运动台；所述第一压电陶瓷运动台和第二压电陶瓷运动台上放置有样品台；所述基础平台上设置有一对左右对称的纳米机器人，所述样品台设置在纳米机器人之间；每个所述纳米机器人上均连接有末端。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述纳米机器人包括三个堆叠的直线压电陶瓷；每个所述第一压电陶瓷运动台均包括两个堆叠的直线压电陶瓷，每个所述第二压电陶瓷运动台均包括两个堆叠的直线压电陶瓷。

3.一种基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1，氧化锌陶瓷块材样品表面抛光与固定放置；取氧化锌陶瓷块材样品，对氧化锌陶瓷块材样品的一个面进行抛光处理，将抛光的面记为二维X-Y面，与二维X-Y面垂直的两个面分别记为二维X-Z面、二维Y-Z面；将二维X-Y面向上，把氧化锌陶瓷块材样品固定在样品台上；

步骤2，微区域内每个目标晶界二维X-Y面结构拼接与重构，获取微区域内所有晶粒在在二维X-Y面的形貌结构；

步骤3，操作目标晶粒，获取目标晶粒在二维X-Z面、二维Y-Z面的形貌结构；

步骤4，根据目标晶粒在不同面内的形貌结构，将单个目标晶界的三维空间层结构拼接与重构；

步骤5，重复步骤3-4，对微区域内的其他单个目标晶界的三维空间层结构进行重构；

步骤6，移动氧化锌陶瓷块材样品，重复步骤2-5，对其他微区域内的目标晶界的三维空间层结构进行重构。

4.如权利要求3所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤2中，每个目标晶界二维X-Y面结构拼接与重构的方法为：利用SEM对氧化锌陶瓷块材样品的被观测二维X-Y表面的微区域内的每个目标晶界进行实时成像，采用图像处理技术提取出每个目标晶界的相邻两个目标晶粒的边界线轮廓；将所有的相邻两个目标晶粒的边界线轮廓均进行重构。

5.如权利要求4所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤2中，将相邻两个目标晶粒的边界线轮廓重构的方法为：基于最小二乘法拟合获取两个晶粒的边界线轮廓数据，再利用图像拼接法对两个晶粒的边界线轮廓数据进行拼接，完成两个晶粒边界线轮廓的结构重构。

6.如权利要求3所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤3中，操作氧化锌陶瓷块材样品的方法为：利用纳米机器人末端对两个目标晶粒进行翻转、推拉，分别对两个目标晶粒依次按照二维X-Y面、二维X-Z面、二维Y-Z面向上的顺序进行推拉操作和原位操控。

7.如权利要求3所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤4中，单个目标晶界的三维空间层结构拼接与重构的方法为：对步骤3中两个晶粒的二维X-Y面和二维X-Z面内的形貌结构进行图像拼接，再与两个晶粒的二维Y-Z面内形貌结构进行图像拼接，获取相邻两个晶粒的三维形貌结构，从而对相邻两个晶粒所构成的单个目标晶界的三维空间层结构进行图像拼接与重构。

8.如权利要求3所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤6中，移动氧化锌陶瓷块材样品的方法为：使用第一压电陶瓷运动台和第二压电陶瓷运动台带动氧化锌陶瓷块材样品朝向X向或Y向进行纳米级运动，使氧化锌陶瓷块材样品运动至微区域内的下一个单个目标晶界。

9.如权利要求8所述的基于纳米机器人的氧化锌立体晶界空间层原位重构方法，其特征在于，在步骤6中，带动氧化锌陶瓷块材样品朝向X向运动的方法为：第二压电陶瓷运动台下降并与样品台分离，第一压电陶瓷运动台沿X向运动，并带动样品台和氧化锌陶瓷块材样品朝向X向运动；带动氧化锌陶瓷块材样品朝向Y向运动的方法为：第一压电陶瓷运动台下降并与样品台分离，第二压电陶瓷运动台沿Y向运动，并带动样品台和氧化锌陶瓷块材样品朝向Y向运动。