Формирование и физико-химические свойства привитых рецепторных слоев микромеханических и пьезокварцевых сенсоров

Формирование и физико-химические свойства привитых рецепторных слоев микромеханических и пьезокварцевых сенсоров

Автор: Кудринский, Алексей Александрович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2009

Место защиты: Москва

Количество страниц: 123 с. ил.

Артикул: 4257717

Автор: Кудринский, Алексей Александрович

Стоимость: 250 руб.

Формирование и физико-химические свойства привитых рецепторных слоев микромеханических и пьезокварцевых сенсоров  Формирование и физико-химические свойства привитых рецепторных слоев микромеханических и пьезокварцевых сенсоров 



Так, например, при смещении луча вверх величина фототока в верхних сегментах фотодиода будет увеличиваться, а в нижних уменьшаться пропорционально смещению пятна. Зная геометрическое расположение лазера, консоли и фотодиода иили произведя предварительную калибровку системы детектирования, из разности интенсивности фототока в верхних и нижних сегментах можно определить смещение той точки кантилевера, на которую был направлен лазер, а затем рассчитать радиус кривизны консоли и величину проекции силы, приложенной к консоли, в вертикальной плоскости. Аналогичным образом изменение интенсивности фототока в левых и правых сегментах несет информацию о проекции силы в горизонтальной плоскости. Разрешающая способность лазерной системы детектирования может достигать 0, нм, что теоретически позволяет измерять силы величиной 0 пН в зависимости от материала и размеров кантилевера, сравнимые с силами взаимодействия отдельных атомов и молекул между собой. Необходимым условием использования оптической системы детектирования изгиба является прозрачность среды, в которой находится кантилевер. Кроме оптической существуют и другие системы измерения изгиба консоли 6. К ним относятся пьезоэлектрическая , , иьсзорезистивная и емкостная . В мнкромеханических устройствах с пьезоэлектрической системой детектирования используют кантилсверы с нанесенным на поверхность консоли слоем пьезоэлектрического материала, к которому подведены электроды. При изгибе кантилевера на противоположных границах слоя пьезокерамики, с которыми контактируют электроды, возникает разность потенциалов, пропорциональная механическому напряжению в слое и, следовательно, изгибу консоли , . Эта разность потенциалов может быть измерена с помощью прецизионного вольтметра, подключенного к электродам. Существенным недостатком пьезоэлектрической системы детектирования является невозможность проведения измерений в проводящих средах, в частности, в водных раст ворах электролитов. В пьезорезистивных кантилевсрах внутри консоли находится слой материала например кремния, допироваиного бором, проводимость которого зависит от механических напряжений в слое. Непрерывно измеряя сопротивление такого кантилевера можно отслеживать смещение консоли. Недостатком такой системы детектирования является существенное влияние температуры на проводимость пьсзорезиста. При измерении сопротивления через проводник непрерывно протекает электрический ток, что приводит к нагреву консоли и возникновению градиента температуры между кантилсвором и окружающей средой, что может приводить к искажению результатов измерений. При использовании емкостной системы детектирования к кантилеверу с напыленным на поверхности электродом ПОДВОДЯТ второй электрод. Эти ЭЛСКфОДЫ формируют обкладки плоского конденсатора, емкость которого зависит от расстояния между электродами. Емкостные датчики детектирования изг иба консоли невозможно использовать в проводящих средах, кроме того, изменение диэлектрической проницаемости среды может существенно искажать результаты измерений. В связи с указанными недостатками пьезоэлекгричсской, пьезорезистивной и емкостной систем, оптическая система детектирования изгиба является на настоящий момент наиболее распространенной и подавляющее большинство коммерчески доступных кантилеверов являются бислойными и состоят из основы и нанесенного на нсс отражающего слоя. Первым практическим применением микромеханических устройств на основе кантилсвера стала атомносиловая микроскопия АСМ , которая, по сути, представляет собой прецизионную профилографию, в которой зондом является кантилсвер. Для достижения большей разрешающей способности на конце консоли кантилевера для АСМ дополнительно формируют острие с небольшим радиусом закругления от 1 нм острия из углеродистых материалов до нм острия из кремния или нитрида кремния. Форма кантилевера для АСМ в зависимости от требуемых характеристик упругости может быть 1образной рис. Vобразной рис. Рис. Микрофотографии 1образного кантилевера а вид сверху б вид сбоку. Рис. Микрофотография а и схематическое изображение б Уобразного кантилевера.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.226, запросов: 121