Об одном подходе к экспериментальному определению изгибной жесткости кантилеверов

  • Иванова Е.А. Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербург, Россия
  • Морозов Н.Ф. Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
  • Соколов И.А. Физико-технический институт РАН им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия
УДК: 539.3, 539.4

Аннотация

Важнейшей составляющей атомно-силового микроскопа является сканирующий зонд — кантилевер, который представляет собой упругую балку, на конце которой находится игла наноразмерного масштабного уровня. В настоящее время очевидна тенденция к уменьшению размеров кантилеверов и повышению их резонансных частот. Когда размеры достигнут наноуровня, неизбежно возникнет вопрос о возможности расчета кантилеверов методами классической континуальной механики. Предлагается методика экспериментальной проверки применимости теории стержней для динамического расчета наноразмерных кантилеверов, а также способ экспериментального определения их изгибной жесткости.

Информация об авторах

Елена Александровна Иванова
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры теоретической механики Санкт-Петербургского государственного технического университета
Никита Фёдорович Морозов
академик РАН, д-р физ.-мат. наук, заведующий кафедрой теории упругости Санкт-Петербургского государственного университета
Игорь Александрович Соколов
д-р физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе

Литература

  1. Gibson C.T., Smith D.A., Roberts C.J. Calibration of silicon atomic force microskope cantilevers // Nanotechnology. 2005. Vol. 16. P. 234-238.
  2. Kizuka T. Direct atomistic observation of deformation in multiwalled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 59. No 7. P. 4646-4649.
  3. Ru C.Q. Effective bending stiffness of carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2000. Vol. 62. No 15. P. 9973-9976.
  4. Байдаровцев Ю.П., Савенков Г.Н., Тарасенко В.А. Метод определения прочностных характеристик ультратонких слоев // Высокомолекулярные соединения, серия А. 1999. Vol. 41. No 8. P. 1302-1307.
  5. Кривцов А.М., Морозов Н.Ф. Аномалии механических характеристик наноразмерных объектов // ДАН. 2001. Т. 381. №3. С. 825-827.
  6. Иванова Е.А., Кривцов А.М., Морозов Н.Ф. Особенности расчета изгибной жесткости нанокристаллов // ДАН. 2002. Т. 385. №4. С. 1-3.
  7. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: 1988. 712 с.
  8. Forward R.L. Wideband laser-interferometer gravitational-radiation experiment // Phys. Rev. D. 1978. Vol. 17. P. 379-390.
  9. Stepanov S.I. Adaptive interferometry: a new area of applications of photorefractive crystals // in International Trends in Optics, ed. by J.Goodman, Academic. 1991. P. 124-140.
  10. Stepanov S.I., Sokolov I.A. Adaptive interferometers using photorefractive crystals. IEEE Proc. of Second International Conference on Holographic Systems, Components and Applications, (Institution of Electrical Engineers, London, U.K., 1989) 1989. Vol. 311. P. 95-100.
  11. Stepanov S.I. Applications of photorefractive crystals // Reports on Progress in Physics. 1994. Vol. 57. P. 39-116.
  12. Petrov M.P., Sokolov I.A., Stepanov S.I., Trofimov G.S. Non-steady-state photo-electro-motive force induced by dynamic gratings in partially compensated photoconductors // J. Appl. Phys. 1990. Vol. 68. P. 2216-2225.
  13. Stepanov S. Photo-ElectroMotiveForce Effect in Semiconductors. Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials / ed. H.S.Nalwa. Academic Press, 2000. Vol. 2. P. 205-272.
  14. Marshall R.H., Sokolov I.A., Ning Y.N., Palmer A.W., Grattan K.T.V. Photoelectromotive force crystals for interferometric measurement of vibrational response // Meas. Sci. Technol. 1996. Vol. 7. P. 1683-1686.
  15. Sokolov I.A. Adaptive photodetectors: novel approach for vibration measurements // Measurement. 2000. Vol. 27. P. 13-19.
  16. Dewhurst R.J., Shan Q. Optical remote measurement of ultrasound // Meas. Sci. Technol. 1999. Vol. 10. P. R139-R168.
  17. Servagent N., Bosch T., Lescure M. A laser displacement sensor using the self-mixing effect for modal analysis and defect detection // IEEE Trans. on Instrum. and Meas. 1997. Vol. 46. P. 847.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке РФФИ (03-01-00721, 05-01-00094).

Иванова Е.А., Морозов Н.Ф., Соколов И.А. Об одном подходе к экспериментальному определению изгибной жесткости кантилеверов
Выпуск
Страницы
29-32
Раздел
Механика
Прислано
2005-03-04
Опубликовано
2005-03-31