Ulokkeet

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 24. lokakuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Cantilever ( eng. cantilever - kannake, konsoli) - vakiintunut nimi skannaavassa atomivoimamikroskopiassa yleisimmälle mikromekaaniselle koettimelle .

Laite

Uloke on massiivinen suorakaiteen muotoinen pohja, kooltaan noin 1,5 × 3,5 × 0,5 mm, ja siitä ulkoneva palkki (itse uloke), noin 0,03 mm leveä ja 0,1 - 0,5 mm pitkä. Yksi säteen sivuista on peilattu (sille kerrostetaan joskus ohut kerros metallia, kuten alumiinia vahvistamaan heijastuvaa lasersignaalia), mikä mahdollistaa optisen ulokkeen taivutuksen ohjausjärjestelmän. Säteen vastakkaisella puolella vapaassa päässä on neula, joka on vuorovaikutuksessa mitatun näytteen kanssa. Neulan muoto voi vaihdella huomattavasti valmistusmenetelmästä riippuen. Teollisten ulokkeiden neulan kärjen säde on 5-90 nm, laboratorio - 1 nm.

Kuinka se toimii

Seuraavat kaksi yhtälöä ovat avainasemassa ulokkeiden toiminnan ymmärtämisessä. Ensimmäinen on ns. Stoneyn kaava , joka yhdistää ulokepalkin pään taipuman δ käytettyyn mekaaniseen rasitukseen σ:

$\delta ={\frac {3\sigma \left(1-\nu \right)}{E}}\left({\frac {L}{t}}\right)^{2}$

missä ν on Poissonin suhde , on Youngin moduuli , on palkin pituus ja on ulokepalkin paksuus. Herkät optiset ja kapasitiiviset anturit tallentavat säteen taipuman. $E$ $L$ $t$

Toinen yhtälö määrittää ulokkeen kimmokertoimen riippuvuuden sen mitoista ja materiaaliominaisuuksista: $k$

$k={\frac {F}{\delta }}={\frac {Ewt^{3}}{4L^{3}}}$

missä on kohdistettu voima ja ulokkeen leveys. Elastisuuskerroin liittyy ulokkeen resonanssitaajuuteen harmonisen oskillaattorin lain mukaan : $F$ $w$ $\omega_0$

$\omega _{0}={\sqrt {k/m))$ .

Ulokkeeseen kohdistetun voiman muuttaminen voi johtaa resonanssitaajuuden siirtymiseen. Taajuussiirtymä voidaan mitata erittäin tarkasti paikallisoskillaattoriperiaatteella .

Yksi tärkeimmistä ongelmista ulokkeen käytännön käytössä on ulokkeen ominaisuuksien neliöllinen ja kuutioinen riippuvuus sen mitoista. Nämä epälineaariset riippuvuudet tarkoittavat, että ulokkeet ovat melko herkkiä prosessiparametrien muutoksille. Pysyvän muodonmuutoksen hallinta voi myös olla vaikeaa.

Katso myös

Ulokepalkki ( englanniksi Cantilever , yleinen merkitys)

Linkit

Nanoalphabet: Cantilever Arkistoitu 23. maaliskuuta 2008 Wayback Machinessa .

Pyyhkäisykoettimen mikroskopia
Mikroskooppien päätyypit	Atomivoima Skannaustunneli Lähikentän optinen
Muut menetelmät	Sähkövoima Sähkökemiallinen skannaustunneli Kelvinin menetelmä magneettinen voima Magneettiresonanssiteho Fototerminen mikrospektroskopia Kapasitiivinen skannaus Skannausportti Hall-anturin skannaus Ioninen johtuminen Pyörivä polarisoiva skannaustunnelointi Pyyhkäisevä jännitysmikroskopia Nanolitografia Ominaisuussuuntautunut skannaus
Laitteet ja materiaalit	Ulokkeet Laser Valodiodi
Katso myös	Nanoteknologia Mikroskooppi Mikroskooppi Materiaalitieteen