Wejściowe układy elektroniczne współpracujące z mikrosystemowymi piezoelektrycznymi czujnikami nanosił i nanowychyleń

• Autorzy: Woszczyna M. , Masalska A. , Kolanek K. , Gotszalk T. , Szeloch R.

Warianty tytułu

EN

Electronics input circuits for atomic force microscopy applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowym problemem towarzyszącym detekcji sił atomowych w mikroskopii bliskich oddziaływań jest pomiar wielkości elektrycznych proporcjonalnych do nanosiły lub nanowychyleń. Sygnał sondy, odpowiadający bliskiemu oddziaływaniu, narażony jest na wiele zakłóceń w torze pomiarowym. Aby zminimalizować ten problem koniecznie należy zastosować układ wstępnego wzmocnienia, którego budowa uzależniona jest od sposobu pomiaru topografii powierzchni. W opracowaniu przedstawiono rozwiązania przedwzmacniaczy współpracujących z systemem mikroskopii sił atomowych, w których rolę sondy siły skupionej na mikroostrzu pełni piezoelektryczny rezonator kwarcowy.

EN

Quartz tuning forks are widely applied in noncontact scanning probe micrcscopy as force sensors. Forces acting at the microtip, which is attached to one of the prong of the tuning fork, are used to describe surface parameters. The amplitude of the osscillation is at thelevelofnanometers, so generated piezoelectric voltage is very low. To obtain correct topography of the sample, it is crucial to detect these electric signal avoiding large voltage noise at the output. Therefore it is neccessary to use electronic input circuits, which preamplify signal produced by the tuning fork. In this article we present several tuning fork based schemes for atomic force microscopy applications. We compare current and voltage preamplifiers to determine which solution gives better results.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopia sił atomowych; rezonator piezoelektryczny

EN

AFM; tuning fork

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 46, nr 11
• Strony: 50--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., wykr.

Twórcy

autor

Woszczyna M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Masalska A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Kolanek K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Gotszalk T.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Szeloch R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] C. L. Jahncke, O. Brandt, К. E. Fellows: Choosing a prezmlifier for tuning fork signal detection in scanning force microscopy. Review of Scientific Instruments, vol. 75, no 8, 2004.
• [2] R. Grober, J. Acimovic: Fundamental limits to force detection using quartz tuning forks. Vol. 71, no 7, 2000.
• [3] F. Giessibl: Atomic resolution on Si(111)-(7x7) by noncontact atomic force microscopy with a force sensor based on quartz tuning fork. Applied Physics Letters, vol 76, no 11, 2000.
• [4] J. Schnidt, H. Bergander, L. Eng: Shear force interaction in viscous damping regime studioed at 100 pN force resolution. Journal of Applied Physics, vol. 87, no 6, 2000.