نانو سنسورهای نیرو (cantilever) نانو حسگرهای نیرو بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: نانو سنسور های نیرو و تیرک (cantilever ) رایجترین حسگر نیرو است. پروب در انتهای تیرک نصب میشود و پیدا کردن نیرو براساس بررسی محل بازتابش لیزر فرودی به پشت تیرک است.
در نانو سنسور های cantilever نیروی بین نمونه و نوک پروب،موجب خمش کشسان تیرک میشود. مقدار خمش،با آشکارسازهای ( دیودهای نوری) حساس به موقعیت که در چهار ربع قرار گرفته اند، نمایش داده شده و ثبت میشود. آشکارسازهای نوری پرتو لیزری برخورد کرده به پشت تیرک و شکسته شده از آن را دریافت میکنند. پشت تیرک اغلب با لایه نازک فلزی پوشیده شده است که آن را به صورت آینه درمیآورد. هر تغییر شکل کوچک تیرک، پرتو لیزری را کج کرده و موقعیت برخورد آن بر روی آشکارسازهای نوری را تغییر میدهد. تفاوت بین نشانه های دو آشکارساز نوری بیانگر مقدار شکست تیرک است. مقدار شکست مطابق با خصوصیتهای کشسان تیرک، در ادامه بر اساس روابط ریاضی به نیروی روی نوک پروب تبدیل میشود.
فاصله بین تیرک و آشکارسازهای نوری در حدود سه برابر طول تیرک است. این چنین آرایش نوری به خوبی میتواند حرکت نوک پروب را بزرگنمایی کرده و حساسیت بسیار بالایی را فراهم کند. روشهای دیگری نیز مانند تداخل و پیزوالکتریسیته برای پیدا کردن شکست تیرک استفاده شده اند. ولی آرایش دیود نوری رایجتر است، زیرا ارزانتر، کار با آن راحت تر و دقت آن قابل قبول است.
اندازهگیری دقیق پارامترها در مقیاس بسیار ریز (نانو)، از قبیل تغییرات فیزیکی یا حضور گونه های شیمیایی و اندازه گیری نیرو مستلزم استفاده از حسگرهایی cantliever در مقیاس نانو است. نانوحسگرهای نیرو cantliever از عناصر حسگری در مقیاس نانو استفاده میکنند که حساسیت این نوع از نانومواد به حد کافی بالا است. همچنین موادی که از نانوحسگرها ساخته میشوند بایستی دوام و استحکام بالا و خواص الکتریکی خوبی داشته باشند. به طور کلی، ویژگی های مهم نانوحسگرها انتخاب گری بالاتر، حساسیت زیادتر، ابعاد کوچکتر و قیمت ارزانتر هستند. نانوحسگرها ی نیرو cantliever به طور ذاتی کوچکتر و حساستر از سایر حسگرها میباشند و بیشتر کاربرد های صنعتی و نظامی دارند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)