Wysokorozdzielczy pomiar ugięcia mikro- i nanomechanicznych czujników sił dla zakresu pikonewtonów

• Autorzy: Kopiec D. , Nieradka K. , Małozięć G. , Gotszalk T.

Warianty tytułu

EN

High resolution deflection measurment of micro- and nanomechanical force sensor in piconewton range

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano system do pomiaru wychyleń przetwornika siły w postaci dźwigni mikromechanicznej. Omówiono budowę toru optycznej detekcji wiązki odbitej oraz analogowego toru przetwarzania sygnałów. W pracy przedstawiono wysokorozdzielcze pomiary powierzchni złota, grafitu wysokozorientowanego oraz pomiar wychylenia termomechanicznego mikroprzetwornika siły, który pokazuje zdolność rozdzielczą opracowanej konstrukcji. Zamieszczono również wyniki analiz ugięcia mikroprzetwornika siły w układach służących do modyfikacji powierzchni oraz w układach pobudzanych magnetycznie.

EN

In this paper we present a system for measuring deflection of force transducer in the form of cantilevers. Construction of the reflected optical beam detection path and analog signal processing circuit were presented. The paper presents high resolution measurements of surfaces gold and graphite and thermomechanical deflection, which prove high resolution of our setup. We also present results of analyses of deflection force sensor in systems where surfaces is modified and in magnetically actuated system.

Słowa kluczowe

PL

mikrodźwignia; pomiar sił; detekcja optyczna; szum termomechaniczny

EN

force measurements; optical detection; microcantilever; thermomechanical noise

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 10
• Strony: 114--117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kopiec D.

autor

Nieradka K.

autor

Małozięć G.

autor

Gotszalk T.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Lee S.-G., Y. W. Kim, J.-H. Choi, M. Y. Kim: Control Schemes of Quantum-Based Pico-Newton Force Measurement. IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, vol. 19, no. 3, 757-760, June 2009.
• [2] Ki-Hun Jeong: Direct force measurements of biomolecular interactions by nanomechanical force gauge. Applied Physics Letters 86, 193901,2005.
• [3] Meyer G., N. M. Amer: Appl. Phys. Lett. 53, 2400, 1988.
• [4] Hosoi H.: Atomic resolved imaging of cleaved nio(100) surfaces by nc-afm. App. Surf. Sci. 157(4), 218-221, 2000.
• [5] Lee Y., G. Lim, W. Moon: A self-excited micro cantilever biosensor actuated by PZT using the mass micro balancing technique. Sensors and Actuators A, 130-131, 105-110, 2006.
• [6] www.analog.com, Nota katalogowa układu AD8513.
• [7] www.pacific-sensor.com, Nota katalogowa fotodetektora QP50-6-TO8.
• [8] www.ti.com, Nota katalogowa układu MPY634.
• [9] Jóźwiak G., P. Zawierucha, D. Kopiec, T. P. Gotszalk: Analiza szumów w mikro-mechanicznych czujnikach rezonansowych. Przegląd Elektrotechniczny. Rok 86, nr 10, s. 36-39, 2010.
• [10] Jóźwiak G., D. Kopiec, P. Zawierucha, T. P. Gotszalk: The spring constant calibration of the piezoresistive cantilever based biosensor. Procedia Engineering, 5, 838-841, 2010.
• [11] Nieradka K., T. Gotszalk, G. Schroeder: A novel method for simultaneous readout of static bending and multimode resonance-frequency of microcantilever-based biochemical sensors. Proceedia Engineering, 5, 910-913, 2010.
• [12] Stoney G. G.: The Tension of Metallic Films Deposited by Electrolysis, Proc. R. Soc. London, Ser. A, 82, 172-175, 1909.
• [13] Nieradka K., D. Kopiec, G. Małozięć, Z. Kowalska, P. Grabiec, P. Janus, A. Sierakowski, K. Domański, T. Gotszalk: Fabrication and characterization of electromagnetically actuated microcantilevers for biochemical sensing, parallel AFM and nanomanipulation. Journal of Microelectronic Engineering, submitted paper.