Konzol ( eng. konzol - konzol, konzol) - a pásztázó atomi erőmikroszkópiában a legelterjedtebb mikromechanikus szonda kialakításának jól bevált neve .
A konzol egy masszív, téglalap alakú, hozzávetőleg 1,5 × 3,5 × 0,5 mm méretű alap, amelyből egy körülbelül 0,03 mm széles és 0,1–0,5 mm hosszú gerenda (maga a konzol) áll ki. A nyaláb egyik oldala tükrözött (néha vékony fémréteg, például alumínium kerül rá a visszavert lézerjel felerősítésére), ami lehetővé teszi az optikai konzolos hajlítási vezérlőrendszer alkalmazását. A sugár másik oldalán a szabad végén egy tű található, amely kölcsönhatásba lép a mért mintával. A tű alakja a gyártási módtól függően jelentősen változhat. Az ipari konzolok tűhegyének sugara 5-90 nm, laboratóriumi - 1 nm.
A következő két egyenlet kulcsfontosságú a konzolok működésének megértéséhez. Az első az úgynevezett Stoney - képlet , amely a konzolos gerendavég δ elhajlását az alkalmazott mechanikai igénybevételhez σ viszonyítja:
ahol ν a Poisson -hányados , a Young-modulus , a gerenda hossza és a konzolos gerenda vastagsága. A nyaláb eltérítését érzékeny optikai és kapacitív érzékelők rögzítik.
A második egyenlet megállapítja a konzol rugalmassági együtthatójának függését a méreteitől és az anyag tulajdonságaitól:
ahol az alkalmazott erő és a konzol szélessége. A rugalmassági együttható a konzol rezonanciafrekvenciájához kapcsolódik a harmonikus oszcillátor törvénye szerint :
.
A konzolra kifejtett erő megváltoztatása a rezonanciafrekvencia eltolódását eredményezheti. A frekvenciaeltolódás nagy pontossággal mérhető a helyi oszcillátor elve alapján .
A konzol gyakorlati alkalmazásának egyik fontos problémája a konzol tulajdonságainak a méretektől való kvadratikus és köbös függésének problémája. Ezek a nemlineáris függőségek azt jelentik, hogy a konzolok meglehetősen érzékenyek a folyamatparaméterek változásaira. A maradandó deformáció ellenőrzése is nehézkes lehet.
Pásztázó szonda mikroszkópia | ||
---|---|---|
A mikroszkópok fő típusai | ||
Egyéb módszerek |
| |
Eszközök és anyagok | ||
Lásd még |