ارتعاشات خمشی تیر یکسرگیردار میکروسکوپ نیروی اتمی و تاثیر پارامترهای ابعادی بر آن

میکروسکوپ نیروی اتمی (Atomic Force Microscope) یا به اختصار AFM، ابزاری قدرتمند و ضروری در نانوتکنولوژی است که برای مطالعه، تصویر برداری و شناسایی مواد مختلف با تفکیک اتمی بکار می رود و در سه مد تماسی، غیر تماسی و کوبشی کار می کند. در این مقاله ارتعاشات خمشی تیر یکسر گیردار مورد استفاده در این دستگاه که در مد غیر تماسی نمونه هایی با سختی سطح متفاوت را اسکن می کند بررسی می شود. یافتن فرکانسهای طبیعی تیر و تحلیل فرکانسی مجموعه مرتعش، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و طیف وسیعی از تحقیقات به آن می پردازد. در این مقاله ابتدا معادلات ارتعاش عرضی تیر با در نظر گرفتن جرم و ممان اینرسی جرمی تیپ (Tip) انتهای آن که قبلا از آن صرفنظر شده است به روش تحلیلی دقیق و با استفاده از تئوری تیر اولر - برنولی استخراج شده است. سپس میزان تفاوت نتایج حاصل از معادلات محققین قبلی با معادلات اخیر در مطالعه موردی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که اثر تیپ بسته به ابعاد آن، قابل ملاحظه بوده و بایستی برای رسیدن به تصویربرداری دقیق تر نمونه ها در هنگام طراحی منطق عملکردی دستگاه در نظر گرفته شود. در انتها میزان تاثیر زاویه تمایل تیر نسبت به سطح و ارتفاع تیپ برفرکانس های تشدید مجموعه بررسی می شود.