Zastosowanie efektu tunelowego w akcelerometrach o wysokiej czułości

• Autorzy: Bednarek Stanisław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.07.10

Warianty tytułu

EN

Application of tunnel effect in very sensitive accelerometers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

We wstępie artykułu opisano kwantowo-mechaniczny efekt tunelowy. Wykonano obliczenia strzałki ugięcia mikrobelki krzemowej pod wpływem przyspieszenia. Obliczono też natężenie prądu tunelowego, płynącego przez złącze utworzone między końcem igły o atomowej grubości ostrza zamocowanej na mikrobelce i powierzchnią Przedstawiono projekt czujnika przyspieszenia o wysokiej czułości, w którym zastosowano układy takich złącz połączone szeregowo i równolegle. Przedyskutowano otrzymane wyniki oraz możliwości zastosowania takich czujników przyspieszenia w szczególności jako precyzyjnych grawimetrów.

EN

The quantum-mechanical tunneling effect is described in introduction of the article. Computation of the bending arrow of the microcantilever undergo acceleration are conducted. A tunneling current intensity flowing in the junction between tip of the needle witch atomic size thickness connected with the microcantilever made of silicone and surface are also executed. The project of the high sensitivity accelerometer based on systems of the junction connected parallel and in series is presented. Obtained results and feasibility of the application of the considered system in accelerometers, especially in precision gravimeters are discussed.

Słowa kluczowe

PL

efekt tunelowy; akcelerometr; grawimetr

EN

tunneling effect; accelerometer; gravimeter

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 7
• Strony: 61--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bednarek Stanisław

• Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego, ul. Pomorska 149/153, 90-236 Łódź

• https://orcid.org/0000-0001-5072-2595

Bibliografia

• [1] Fraden J., Handbook of modern sensors: physics, designs and applications, Springer-Verlag, New York (2004), p. 42
• [2] Trojanowicz M., Osada E., Karsznia K., Precise local guasigeoid modeling using GNSS/leveling height anomalies and gravity data, Survey Review (2018), doi:10.1080/00396265.2018.1525981
• [3] Osada E., Kryński J., Owczarek M., A robust method of quasigeoid modeling in Poland based on GPS/leveling data, Geodesy and Cartography, 34 (2003), 99-117
• [4] Bednarek S., Antropogeniczne anomalie grawitacyjne i ich znaczenie, Przegląd Geodezyjny, 92 (2020), 15-19
• [5] Mizerski W. Tablice fizyczno-astronomiczne, Wydawnictwo Adamantan, Warszawa (2013), s. 22
• [6] Jóźwik G., Kopiec D., Zawierucha P., Gotszalk T., Janus P., Grabiec P., Rangelow L. W., The spring constant calibration of the piezoresistive cantilever based biosensor, Sensors and Actuators B; Chemical, 170 (2012), p. 201-205
• [7] Ekinci K. L., Roukes M.L., Nanomechanical systems, Review of Scientifics Instruments, 78 (2005), 1-12
• [8] Moczała M., Sierakowski A., Janus P., Grabiec P., Leśniewicz W., Gotszalk T., Progress in nanometrology of MEMS/NEMS systems, Mechanics (2016), no 11, 1611-1613
• [9] Moczała M., Babij M., Majstrzyk W., Sierakowski A., Dobrowolski R., Janus P., Grabiec P., Gotszalk T., Technology of thermally driver and magnetomotively detected MEMS microbridges, Sensors and Actuators A; Physical, 240 (2016), 17-22
• [10] Tipler P. A., Llewellyn R.A., Modern physics, W. C. Freeman and Company, New York (2008), p. 238
• [11] Binnig G., Rohrer H., Scanning tunneling microscopy – frombirth to adolescence, Review of Modern Physics, 59 (1987), 615-625
• [12] Binnig G., Rohrer H., Gerber C., Weibel E., Surface studies by scanning tunneling microscopy, Physical Review Letters, 49 (1982), p. 57-61
• [13] Tortonese M., Barrett R. C., Quata C. F., Atomic resolution with an atomic force microscope using piezoresistive detection, Applied Physics Letters, 62 (1992) 675-679
• [14] Keithley J. E., Low level measurements, Precise DC current, voltage and resistance measurements, Keithley Instruments Inc., Cleveland, (2014), p. 1-5
• [15] Hirt C., Claessens S., Fecher T., Kuhn M., Pail R., New ultrahigh-resolution picture of Earth gravity field, Geophysical Research Letters 40 (2013), 4279-4283
• [16] Operating Principle of the Superconducting Gravity Meter, GWR Instrument Inc., San Diego (2017)
• [17] Li M., Tang H. X., Roukes M.L., Ultra-sensitive NEMS-basedcantilevers for sensing scanned probe and very high-frequency applications, Nature Nanotechnology, 2 (2007), 114-120
• [18] Bednarek S., Grawimetr, Opis patentowy PL-234723, Wydawnictwo Urzędu Patentowego, Warszawa, (2020), s. 5

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).