پژوهشگران موفق به ساخت حسگر جدیدی برای استفاده در میکروسکوپ AFM شده‌اند. این حسگر می‌تواند حساسیت کار با این دستگاه را به‌شدت افزایش دهد.
ساخت حسگر جدیدی برای استفاده در AFM
|
پژوهشگران موفق به ساخت حسگر جدیدی برای استفاده در میکروسکوپ AFM شده‌اند. این حسگر می‌تواند حساسیت کار با این دستگاه را به‌شدت افزایش دهد. میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ابزار مناسبی برای بررسی سطوح نانومقیاس است. |
|
| پژوهشگران در مقاله‌ای که در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند نشان دادند که با ترکیب پیمایشگر نانومکانیکی و یک تداخل نانوفتونیک با حساسیت بالا، می‌توان حسگر مجتمع جدیدی ساخت. با استفاده از این حسگر و جایگزینی آن با سیستم شناسایی لیزر در AFM فعلی، می‌توان تیرک‌هایی ساخت که قادراند ده‌ها برابر کوچکتر از تیرک‌های AFM معمولی باشند. از آنجایی که این ساختار کوچک جرم کمتری دارد بنابراین پهنای باند شناسایی آن به‌شدت افزایش می‌یابد و در نهایت موجب کاهش زمان پاسخگویی سیستم به چند صد نانوثانیه می‌گردد. از آنجایی که استحکام پیمایشگر نسبت به میکروتیرک‌های رایج بسیار متفاوت است، بنابراین برای حفظ عملکرد مکانیکی آن ( مقدار حرکت نوک زمانی که نیرویی را حس می‌کند)، طول پیمایشگر به ۲۵ میکرون، ضخامت آن به ۲۶۰ نانومتر و پهنای آن ۶۵ نانومتر کاهش می‌یابد. فرآیند خواندن مبتنی بر “مکانیک نوری حفره” است. پیمایشگر در فاصله ۱۰۰ نانومتری حفره نوری میکرودیسک قرار دارد. از آنجایی که این فاصله بسیار کم است، چرخش نور درون این حفره به‌شدت وابسته به حرکت نوک خواهد بود. این حفره دارای فاکتور کیفیت نوری(Q) بسیار بالا است. این بدین معناست که نور پیش از ترک حفره، ده‌ها هزار دور درون آن می‌چرخد که این کار موجب تقویت سیگنال می‌گردد. ترکیب دو مزیت فاصله کم میان نوک و حفره و فاکتور کیفیت نوری بالا موجب می شود تا حساسیت دستگاه به حرکت پیمایشگر کمتر از ۱ fm/√Hz گردد. این در حالی است که حفره قادر است محل پیمایشگر را با پهنای باند بالا شناسایی کند. تمام این سیستم به‌صورت یک نانوساختار منفرد یکپارچه روی ویفر سیلیکون قرار دارد. بنابراین این سیستم فشرده، خود تراز شده و پایدار است. با کوچکترین تغییری در شکل هندسی پیمایشگر، مکانیک نوک به‌شدت تغییر می‌کند. |
