Биология - Кантилевер - Изготовление
08 февраля 2011Оглавление:
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:
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:
где F — приложенная сила, и w — ширина кантилевера. Коэффициент упругости связан с резонансной частотой кантилевера ω0 по закону гармонического осциллятора:
.
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: 8934
|
|