بخشی از مقاله
چکیده
به منظور شبیه سازی توپوگرافی سطح نمونه توسط میکروتیر پیزوالکتریک لازم است که پاسخ ارتعاشی میکروتیر پیزوالکتریک به ناهمواری سطح مورد بررسی قرار بگیرد. به منظور شبیه سازی میکرو تیر دی مسپ در نظرساخت شرکت ویکو در نظر گرفته می شود. ناهمواری سطح از نوع پله ای پاسخ زمانی میکرو تیر را در سه مد اول ارتعاشی به سطح ناصاف گرفته می شود.
همانطور که مشاهده میشود با عبور پراب از روی ناصافی سطح و زیاد شدن فاصله دامنه ارتعاشی نیز افزایش پیدا میکند. از آنجایی که میکروتیر پیزوالکتریک از اینرسی جرمی بالایی برخوردار است، پاسخ آن به ناصافی سطح در مد اول به کندی انجام میشود، ولی در مدهای بالاتر که حرکت ارتعاشی با فرکانس بالاتری انجام میشود، این پاسخ سریعتر است. بنابراین در صورت استفاده از میکروتیر پیزوالکتریک در توپوگرافی سطح بهتر است از مدهای ارتعاشی بالاتر استفاده شود.
.1 مقدمه
موئینگی، این نیروی به دلیل برخورد لایه های نازک آب به ضخامت h که روی نمونه و نوک پروب جمع شده اند، به وجود میآید. در شرایط محیطی اغلب لایه ای از آب یا هیدروکربن بین سر نوک پروب و نمونه قرار میگیرد. باریکه مویینه می تواند رشد یابد تا وقتی که نرخ تبخیر و میعان در وضعیت تعادل با محیط قرار گیرد. باریکه مویینه شش سطحی بزرگی بین مولکول ها در فاصله دورتری از فاصله مولکولی ایجاد میکند. این اثر بنام ف شار لاپلاس معروف ا ست و نمونه و نوک پروب را به سمت هم میکشد و در عمل به اثر مویینگی معروف است.
اختلاف فشار بین سطوح مشترک ناشی از چگالش مویینگی است. این پدیده زمانی رخ میدهد که ترک ها و خلل و فرج سطح هم مرتبه مقدار شعاع کلوین باشند. تحت شرایط محیطی، همیشه لایه نازکی از آب روی سطوح نوک پروب و نمونه وجود دارد. به محض نزدی شدن نوک پروب به سطح به اندازه کافی، پل هلالی شکلی بین دو فیلم آب شکل میگیرد که منجر به نیرو موئینگی وابسته به فاصله میگردد. شکل - 1 - فاصله ای که در آن این پل تشکیل می شود - d=don - یا می شکند - - d = doff ، کاملا متفاوت است و چنین رفتاری موجب هیستریک شدن نیروی موئینگی می گردد.
این فواصل، در مدل ساده ارائه شده برای نیروی موئینگ توسط زیتزلر و همکارانش [40] به این صورت تعیین می شود: که در این رابطه h ضخامت فیلم آب میباشد. در اینجا ضخامت فیلم های نازک آب روی سطوح نوک پروب و نمونه یکسان فرض می شود. Vmen حجم پل هلالی شکل بین نوک پروب و نمونه است که به این صورت محاسبه میگردد: - 2 - rشعاع ناحیه تماس دایروی نوک پروب - نمونه است.
با استفاده از تئوری DMT و تحت بارگذاری ناچیز، شعاع ناحیه تماس برابر است با: H2O انرژی سطحی مایع - بخار آب می باشد. برای سادگی، Fcap در فواصل کمتر از a0 ثابت فرض می شود .در مدل دیگر نیروی مویینگی در سرتاسر طول میکروتیرک در نظر گرفته شده، تفاوتی که این روش با روش قبل در این است که نیروی موئینگی در سرتاسر طول میکروتیرک در نظر گرفته شده در حالی که در دیگر حالات این نیرو فقط به نوک میکروتیرک وارد می شود.
