Konsol

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 oktober 2017; kontroller kräver 3 redigeringar .

Cantilever ( eng. cantilever - bracket, console) - det väletablerade namnet på den vanligaste mikromekaniska sonddesignen inom skanning av atomkraftsmikroskopi .

Enhet

Fribäraren är en massiv rektangulär bas, cirka 1,5 × 3,5 × 0,5 mm i storlek, med en balk som sticker ut från den (själva fribäraren), cirka 0,03 mm bred och 0,1 till 0,5 mm lång. En av strålens sidor är spegelvänd (ibland avsätts ett tunt lager av metall, såsom aluminium, på den för att förstärka den reflekterade lasersignalen), vilket gör det möjligt att använda ett optiskt fribärande böjningsstyrsystem. På motsatt sida av strålen vid den fria änden finns en nål som samverkar med det uppmätta provet. Nålens form kan variera avsevärt beroende på tillverkningsmetod. Radien på nålspetsen på industriella fribärare är inom 5–90 nm, laboratorium - från 1 nm.

Hur det fungerar

Följande två ekvationer är nyckeln till att förstå hur konsoler fungerar. Den första är den så kallade Stoneys formel , som relaterar avböjningen av den fribärande balkänden δ till den applicerade mekaniska spänningen σ:

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

där ν är Poissons förhållande , är Youngs modul , är längden på balken och är tjockleken på den fribärande balken. Strålavböjning registreras av känsliga optiska och kapacitiva sensorer. $E$ $L$ $t$

Den andra ekvationen fastställer beroendet av fribärande elasticitetskoefficient på dess dimensioner och materialegenskaper: $k$

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

var är den applicerade kraften och är bredden på konsolen. Elasticitetskoefficienten är relaterad till fribärarens resonansfrekvens enligt den harmoniska oscillatorlagen : $F$ $w$ $\omega_0$

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

Att ändra kraften som appliceras på konsolen kan resultera i en förskjutning i resonansfrekvensen. Frekvensförskjutningen kan mätas med stor noggrannhet med hjälp av lokaloscillatorprincipen .

Ett av de viktiga problemen vid den praktiska användningen av en konsol är problemet med det kvadratiska och kubiska beroendet av konsolegenskaperna av dess dimensioner. Dessa icke-linjära beroenden gör att konsoler är ganska känsliga för förändringar i processparametrar. Kontrollen av permanent deformation kan också vara svår.

Se även

Cantilever beam ( engelska Cantilever , allmän betydelse)

Länkar

Nanoalfabet: Cantilever Arkiverad 23 mars 2008 på Wayback Machine .

Skanningssondmikroskopi
Huvudtyper av mikroskop	Atomkraft Scanningstunnel Närfältsoptisk
Andra metoder	Elkraft Elektrokemisk avsökningstunnel Kelvin-metoden magnetisk kraft Magnetisk resonanskraft Fototermisk mikrospektroskopi Skanning kapacitiv Scanning gate Hallsensorskanning Jonisk ledning Spin polariserande scanning tunnling Scanning stressmikroskopi Nanolitografi Funktionsorienterad skanning
Enheter och material	Konsol Laser Fotodiod
se även	Nanoteknik Mikroskop Mikroskopi Materialvetenskap