Биология - Кантилевер - Изготовление

08 февраля 2011


Оглавление:
1. Кантилевер
2. Изготовление



Как правило, вся конструкция, за исключением, быть может, иглы, является кремниевым монокристаллом. Также кантилеверы изготавливают из нитрида кремния или полимеров. Процесс производства схож с производством кремниевого электронного оборудования, и включает сухое либо жидкофазное вытравливание подложки. Таким образом, кантилеверы удобны для массового производства.

Принцип работы

Следующие два уравнения являются ключевыми для понимания принципа работы кантилеверов. Первое — так называемая формула Стоуни, которое связывает отклонение конца балки кантилевера δ с приложенным механическим напряжением σ:


\delta = \frac{3\sigma\left}{E} \left^2

где ν — коэффициент Пуассона, E — модуль Юнга, L — длина балки, и t — толщина балки кантилевера. Отклонение балки регистрируется чувствительными оптическими и емкостными датчиками.

Второе уравнение устанавливает зависимость коэффициента упругости кантилевера k от его размеров и свойств материала:


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

где F — приложенная сила, и w — ширина кантилевера. Коэффициент упругости связан с резонансной частотой кантилевера ω0 по закону гармонического осциллятора:

\omega_0 = \sqrt{k/m}.

Изменение силы, приложенной к кантилеверу может привести с сдвигу резонансной частоты. Сдвиг частоты может измерен с большой точностью по принципу гетеродин.

Одной из важных проблем при практическом использовании кантилевера является проблема квадратичной и кубической зависимости свойств кантилевера от его размеров. Эти нелинейные зависимости означают, что кантилеверы довольно чувствительны к изменению параметров процесса. Контроль остаточной деформации также может представлять сложность.



Просмотров: 8813


<<< Дифференциальный интерференционно-контрастный микроскоп
Конфокальный микроскоп >>>