پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 447 |
| تعداد مقالات | 5,733 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,044,397 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,545,452 |
ارتعاشات خمشی تیر یکسرگیردار میکروسکوپ نیروی اتمی و تأثیر پارامترهای ابعادی بر آن | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 3، دوره 41، شماره 1، شهریور 1388، صفحه 19-26 اصل مقاله (468.92 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2009.253 | ||
| نویسندگان | ||
| انوشیروان فرشیدیان فر1؛ محمد هادی مهدوی2؛ حمید دلیر3 | ||
| 1دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد | ||
| 2کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد | ||
| 3دانشجوی دکترا، دانشگاه صنعتی توکیو، آزمایشگاه هوش مصنوعی و ابزار دقیق | ||
| چکیده | ||
| میکروسکوپ نیروی اتمی (Atomic Force Microscope) یا به اختصار AFM، ابزاری قدرتمند و ضروری در نانوتکنولوژی است که برای مطالعه، تصویربرداری و شناسایی مواد مختلف با تفکیک اتمی بکار میرود و در سه مد تماسی، غیر تماسی و کوبشی کار میکند. در این مقاله ارتعاشات خمشی تیر یکسرگیردار مورد استفاده در این دستگاه که در مد غیر تماسی نمونه هایی با سختی سطح متفاوت را اسکن میکند بررسی میشود. یافتن فرکانسهای طبیعی تیر و تحلیل فرکانسی مجموعه مرتعش، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و طیف وسیعی از تحقیقات به آن میپردازد. در این مقاله ابتدا معادلات ارتعاش عرضی تیر با در نظر گرفتن جرم و ممان اینرسی جرمی تیپ (Tip) انتهای آن که قبلاً از آن صرفنظر شده است به روش تحلیلی دقیق و با استفاده از تئوری تیر اولر - برنولی استخراج شده است. سپس میزان تفاوت نتایج حاصل از معادلات محققین قبلی با معادلات اخیر در مطالعه موردی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که اثر تیپ بسته به ابعاد آن، قابل ملاحظه بوده و بایستی برای رسیدن به تصویربرداری دقیق تر نمونه ها در هنگام طراحی منطق عملکردی دستگاه در نظر گرفته شود. در انتها میزان تأثیر زاویه تمایل تیر نسبت به سطح و ارتفاع تیپ برفرکانس های تشدید مجموعه بررسی میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| میکروسکوپ نیروی اتمی غیر تماسی؛ تحلیل فرکانسی؛ جرم و اینرسی تیپ؛ تیر اولر برنولی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Flexural Vibration of Atomic Force Microscope Cantilever with Dimensional Effects | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Anoshirvan Farshidianfar1؛ Mohammad Hadi Mahdavi2؛ Hamid Dalir3 | ||
| چکیده [English] | ||
| Atomic Force microscope (AFM) is one of the powerful and useful tools in nanoscale science and technologies with applications from surface characterization in material science, to the study of living biological systems in their natural environment. AFM operate in three modes of contact, non-contact and tapping mode. In this paper, by focusing on the development of a more comprehensive model of an AFM micro-cantilever beam, considering the effects of mass and rotary inertia of the tip using Euler-Bernoulli beam theory is considered. The comparison of the present results and the results of other investigators, which has been done in case studies, generally shows a very good agreement. The results show that the effect of mass and rotary inertia of the tip depending on its dimensions is important and should be considered. Finally, the effects of cantilever inclination and tip height on the resonance frequencies are also examined. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Non-contact AFM – Frequency Analysis – Mass and Rotary Inertia of Tip – Euler-Bernoulli Beam | ||
| مراجع | ||
|
[1] Binnig G.; Quate C. F.; Gerber C.; “Atomic Force Microscope”, Phys. Rev. Lett., vol. 56, p.p. 930-933, 1986. [2] Tortonese M.; Barrett R. C.; Quate C. F.; “Atomic Resolution with an Atomic Microscope Using Piezoresistive Detection”, Appl. Phys. Lett., Vol. 62, p.p. 834–836, 1993. [3] Giessibl F. J.; “High-Speed Force Sensor for Force Microscopy and Profilometry Utilizing a Quartz Tuning Fork”, Appl. Phys. Lett., vol 73, p.p. 3956–3958, 1998. [4] Rogers B.; York D.; hisman N.; Jones M.; Murray K.;.; “Tapping Mode Atomic Force Microscopy in Liquid with an Insulated Piezoelectricmicro-Actuator”, Rev. Sci. Instrum., vol. 73, p.p. 3242–3244, 2002. [5] Lin S.; Chen J. L.; Huang. L. S; Lin H. W.; “Measurements of the Forces in Protein Interactions with Atomic Force Microscopy”, J. Current Proteomics, vol. 2, p.p. 55-81, 2005. [6] Bradbury S.; Bracegirdle B.; Introduction to Light Microscopy, Royal Microscopical Society Handbook, Number 42, Oxford Press, 1998. [7] Hohmura K. I.; Itokazu Y.; Yoshimura S. H.; Mizuguchi G.; Masamura Y.; Takeyasu K.; Shiomi Y.; Tsurimoto T.; “Atomic Force Microscopy with Carbon Nanotube Probe Resolves the Subunit Organization of Protein Complexes”, J. of Electron Microscopy, vol. 74, p.p. 4061-4068, 2000. [8] Colton R. J.; “Nanoscale Measurement and Manipulation”, J. Vac. Sci. Technol. B, vol. 22, p.p. 1-11, 2004. [9] Jalili N.; Dadfarnia M.; Dawson D. M.; “A Fresh Insight into the Microcantilever-sample Interaction Problem in Non-contact Atomic Force Microscopy”, ASME J. Dyn. Syst., Meas.,Control., vol. 126, p.p. 327-335, 2004. [10] Turner J. A.; Hirsekorn S.; Rabe U; Arnold W.; “High-Frequency of Atomic-force Microscope Cantilevers”, J. Appl. Phys., vol. 82, p.p. 967-979, 1997. [11] Turner J. A.; Wiehn J. S.; “Sensitivity of Flexural and Torsional Vibration Modes of Atomic Force Microscope Cantilevers to Surface Stiffness Variations”, J. Nanotechnology, vol. 12, p.p. 322-330, 2001. [12] Chang W. J.; “Sensitivity of Vibration Modes of Atomic Force Microscope Cantilevers in Continuous Surface Contact”, Nanotechnology, vol. 13, p.p. 510-514, 2002. [13] Rabe U.; Turner J. A.; and Arnold W.; “Analysis of the Frequency Response of Atomic Force Microscope Cantilevers”, J. Appl. Phys. A, vol. 66,p.p. 277–282, 1998. [14] Mahdavi M. H.; Farshidianfar A.; Dalir H.; “High Frequency Analysis of a Non-contact Atomic Force Microscopy Microcantilever”, Proc. of Int. Conf. on Mechanical Engineering Conference, Isfahan, Iran, 2006. [15] Stokey W. F.; Vibration of Systems Having Distributed Mass and Elasticity, in Shock and Vibration Handbook, 5th Edition. by Harris C. M. and Piersol A. G.; McGraw-Hill, 2002. [16]وبسایت محصولات شرکت سازنده: www.veeco.com | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,018 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,448 |
||