On the Spatial Resolution of a Piezoresonance Probe Sensor with a Wolfram Needle

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

In scanning probe microscopy, the various types of force interaction probe sensors are used. Silicon cantilevers with optical registration of their deflection under the influence of force interaction with the surface under study are the most widespread. Also “self-sensing” probe sensors based on a silicon cantilever or piezo tubes using piezoresistive or piezoresonance principle for measuring their deflection, respectively, are known. In this work a “self-sensing” piezoresonance probe sensor was investigated. The sensor is a piezo tube, at the free end of which a W needle with a length of several millimeters is fixed. It is generally assumed that the spatial resolution of SPM probe sensors is due to the radius of the sphere at the apex of the needle tip. However, in the oscillatory modes of scanning probe microscopy operation the “spot” of the probe’s contact with the sample can be blurred, impairing the spatial resolution. In this paper the amplitude-frequency characteristic of the piezo-tube – W needle system and the size of the effective contact spot of the probe with the sample were calculated by finite element method. The calculation results are compared with the experimental frequency response curve.

Sobre autores

O. Gorbenko

IAI RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: gorolga64@gmail.com
Russia, 198095, Saint-Petersburg

M. Zhukov

IAI RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: cloudjyk@yandex.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

S. Lukashenko

IAI RAS

Email: aogolubok@mail.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

S. Pichahchi

IAI RAS

Email: aogolubok@mail.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

I. Sapozhnikov

IAI RAS

Email: aogolubok@mail.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

M. Felshtyn

IAI RAS

Email: aogolubok@mail.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

A. Golubok

IAI RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: aogolubok@mail.ru
Russia, 198095, Saint-Petersburg

Bibliografia

  1. Binnig G., Quate C.F., Gerber Ch. // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56. P. 930. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.930
  2. Wiesendanger R. Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy. Cambrige University Press, 1994. 637 p.
  3. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Москва: Техносфера, 2009. 143 с.
  4. Sharapov V. Piezoceramic Sensors. Springer Verlag, 2011. 498 p.
  5. Giessibl F.J. // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. P. 3956. https://www.doi.org/10.1063/1.122948
  6. Akiyama T., Staufer U., de Rooij N.F. // Appl. Surf. Sci. 2003. V. 210. P. 18. https://www.doi.org/10.1016/S0169-4332(02)01471-X
  7. Bausells J. // Microelectronic Engineering. 2015. V. 145. P. 9. https://www.doi.org/10.1016/j.mee.2015.02.010
  8. Васильев А.А., Керпелева С.Ю, Котов В.В., Сапожников И.Д., Голубок А.О. // Научное приборостроение. 2005. Т. 15. С. 62.
  9. Быков А.В. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. Т. 9. № 170. С. 145.
  10. Малохатко С.В., Гусев Е.Ю., Быков А.В., Житяева Ю.Ю. // Известия ЮФУ, Технические науки. 2017. Т. 6. С. 234.
  11. Yang, M.-H. // Master Thesis, Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, National Taiwan Ocean University: Keelung. 2007.
  12. Гальченко В.Я., Филимонов С.А., Батраченко А.В., Филимонова Н.В. // Журн. нано- и электронной физики. 2018. Т. 10. С. 04025-1.
  13. Барфут Дж. Полярные диэлектрики и их применение. М.: Мир, 1981. 526 с.
  14. Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. М.: Мир, 1974. 288 с.
  15. Ransley J. Пьезоэлектрические материалы: разбор стандартов. Блог COMSOL https://www.comsol.ru/ blogs/piezoelectric-materials-understanding-standards/. Cited 02 October 2014.
  16. Черепанцев А.С., Салтыков В.А. // Приборы и техника эксперимента. 2020. Т. 1. С. 130.
  17. COMSOL Documentation. https://doc.comsol.com. Cited 02 October 2014.
  18. Meirovitch L. Fundamentals of Vibration. McGraw-Hill Education, 2003. 806 p.
  19. Wilson E.L. Static and Dynamic Analysis of Structures (4th ed.). Berkeley Computers and Structures Inc, 2002. 423 p.
  20. Соннерлинд Х. Теория и механизмы демпфирования в механике конструкций. Блог COMSOL https://www.comsol.ru/blogs/damping-in-structural-dynamics-theory-and-sources/. Сited 14 March 2019.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (153KB)
Metadados
3.

Baixar (129KB)
Metadados
4.

Baixar (558KB)
Metadados
5.

Baixar (197KB)
Metadados
6.

Baixar (359KB)
Metadados
7.

Baixar (248KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © О.М. Горбенко, М.В. Жуков, С.Ю. Лукашенко, С.В. Пичахчи, И.Д. Сапожников, М.Л. Фельштын, А.О. Голубок, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».