 |
График резонансной частоты от длины зонда.
|
|
|
|
Рисунок 24. График значения резонансной частоты от длины исследуемого зонда.
|
В ходе работы были заточены 4 зонда, и измерена на них резонансная частота. Полученные данные представлены на слайде. Из полученных данных, можно сделать вывод о линейной, или почти линейной зависимости частоты от длины зонда. Или же плавной параболической. Для уточнения, требуется провести дополнительные исследования с большей длиной зонда, и с промежуточными длинами.
Выводы
Итоги практической работы.
В ходе проведения работы был были освоена работа на установках:
· СЗМ NanoEducator LE
· Устройство заточки игл для СЗМ NanoEducator LE
Выявлены зависимости, требующие дальнейшего исследования и проверки:
· вида зонда связан с его АЧХ.
o Наросты и кривизна кончика зонда, приводят к появлению пологого горизонтального плато вблизи резонансной частоты
o При максимальной длине зонда наблюдалось множество шумов, а также большому количеству дополнительных резонансных частот. Что при уменьшении длины, проявлялось в гораздо меньшей мере.
· Резонансная частота прямо пропорциональна длине и/или квадрату длины зонда. Для более точной зависимости требуется дополнительные исследования. Так как рассматриваемая структура является физическим, а не математическим маятником.
Примечание: Масса зонда прямо пропорциональна длине зонда. Но вот зависимость резонансной частоты зонда от массы носит сложный характер, так как это физический маятник.
Подтверждение (отрицание) гипотезы.
· Частота резонанса зависит от длины зонда;
Так как зонд представляет собой физический маятник, в структуре которого можно выделить и пружинный и математический маятник, то вид зависимости в начале работы не предполагался. В теории была найдена зависимость:
|
|
|
На практике же мы получили зависимость иную. Частота прямо пропорциональна длине зонда. Это может быть связано с формой и кривизной зонда, а также в том, что энергия присутствующая в теоретической формуле расчёта собственной частоты, так же может зависит от дины (массы зонда).
· Вид графика АЧХ зависит от длины и визуального вида зонда;
Предполагалось, что длина зонда изменяет расположения пика. А форма зонда влияет на его ширину и наличие/отсутствия второстепенных пиков на АЧХ. Данная гипотеза была подтверждена. Выявлено что: наросты и кривизна кончика зонда, приводят к появлению пологого горизонтального плато вблизи резонансной частоты; при максимальной длине зонда наблюдалось множество шумов, а также большому количеству дополнительных резонансных частот.
· Визуальный вид зонда зависит от условий технологического процесса его изготовления;
При прерывании процесса травления по любым причинам, зонд обладает дефектами и неровностями. При отсутствии движения зонда вверх при травлении, наблюдается сложный рельеф кончика, а не одно острое окончание. Так как основной задачей проекта было выявление зависимости частоты резонанса от длины зонда, то изменение формы кончика зонда не приводится в работе. Но в дальнейшем планируется провести дополнительные исследования и объединить полученные результаты.
Литература
1) Эффективная масса и собственная частота кантилевера. NT-MDT. [В Интернете] [Цитировано: 23 11 2015 г.] http://www.ntmdt.ru/spm-basics/view/effective-mass-eigenfrequency-cantilever.
2) Руководство пользователя прибора NanoEducator LE.
3) Основы сканирующей зондовой микроскопии. В.Л.Миронов., Учебное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений, Российская академия наук, Институт физики микроструктур, г. Нижний Новгород, 2004 г.
|
|
|
4) Исследование микро- и наноструктур методами сканирующей зондовой микроскопии. В 2 ч. Ч. 1.: методические указания к лабораторным работам / В. А. Сергеев. – Ульяновск: УлГТУ, 2013. – 32 c.
5) NT-MDT. Основы СЗМ. http://www.ntmdt.ru/spm-basics
6) https://ru.wikipedia.org/wiki/Резонанс
7) https://ru.wikipedia.org/wiki/Добротность
|
|
|
