Double Représentation Bimodale À C.A. de Recherche d'Asile

Sujets Couverts

Mouvement Propre
Double COURANT ALTERNATIF Bimodal Représentation-Comment cela Fonctionne
Contrôle Par Retour De L'information
Exemples Bimodaux d'Image
Graphite
ADN en Liquide
Conclusion

Mouvement Propre

La Double représentation À C.A. entoure une grande variété de techniques. Nous avons décomposé ces techniques d'imagerie variées de décrire particulièrement le mode pour différentes applications. Le Tableau 1 explique les Doubles techniques variées À C.A. avec les configurations de logiciel de MFP-3D requises pour la représentation. Pour cette note d'application, seulement la Double représentation bimodale À C.A. sera discutée.

 

 

Configurations de Logiciel de MFP-3D

Technique

Description

Fréquence 1 f1

Fréquence 2 F2

Pilotez 1-2

Mode : Lecteur

Bimodal

Pilotez la ?ère et 2ème résonance.

À ou près de la résonance principale

À ou près de la 2ème résonance

Sur-Sur

Double COURANT ALTERNATIF : Secousse

MFM

Bimodal avec des paramètres d'emploi spéciaux et un encorbellement magnétique.

À ou près de la résonance principale

À ou près de la 2ème résonance

Sur-Sur

Double COURANT ALTERNATIF : Secousse

Bimodal Passif

Assimilé à bimodal, mais à la 2ème résonance est seulement surveillé, pas piloté.

À ou près de la résonance principale

À ou près de la 2ème résonance

Marche-arrêt

Double COURANT ALTERNATIF : Secousse

Harmonique Actif

Assimilé à bimodal, mais à un harmonique plus élevé piloté.

À ou près de la résonance principale

f2=Nxf1 où N est un entier

Sur-Sur

Double COURANT ALTERNATIF : Secousse

Harmonique Passif

Un harmonique Plus Élevé est simplement surveillé, pas piloté.

À ou près de la résonance principale

f2=Nxf1 où N est un entier

Marche-arrêt

Double COURANT ALTERNATIF : Secousse

DFRT

En pilotant à une fréquence ci-dessous la résonance (A1) et à des des autres ci-dessus (A2), l'A2-A1 donne un signe d'erreur que nous pouvons employer pour cheminer les modifications de fréquence de résonance.

Légèrement ci-dessous la résonance principale (A~Amax/2)

Légèrement au-dessus de la résonance principale (A~Amax/2)

Sur-Sur

Double COURANT ALTERNATIF À Secouer

DFRT-PFM

Technique Piézo-électrique de Microscopie de Force de Réaction utilisant ce qui précède.

Légèrement ci-dessous la résonance principale (A~Amax/2)

Légèrement au-dessus de la résonance principale (A~Amax/2)

Sur-Sur

PFM : Double COURANT ALTERNATIF à la Puce

Double COURANT ALTERNATIF Bimodal Représentation-Comment cela Fonctionne

La Double représentation Bimodale À C.A. tire profit de la souplesse et de l'alimentation électrique du traitement numérique du signal dans le contrôleur système de MFP-3D AFM. L'idée derrière ceci est simple. Les Encorbellements sont les objectifs mécaniques étendus et ont beaucoup de différentes fréquences de résonance de flexion. Dans le passé, les microscopes atomiques de force À C.A. ont type excité un de ces modes, habituellement la fréquence la plus faible, ou mode « principal » et ont alors utilisé l'amplitude ou la fréquence de ce mode comme puissance d'entrée pour un système de contrôle par retour de l'information qui règle la séparation d'extrémité-échantillon. Quand l'amplitude du mouvement principal est utilisée, le terme « AFM Modulé par Amplitude » (AM-AFM) a été utilisé.

Le Schéma 1. Double amplitude Bimodale de mode À C.A. 2ème recouverte sur la topographie rendue d'AFM (première) et l'image principale de phase recouverte sur la topographie (bas) de la cire à plusieurs éléments de ressac. Remarquez le visible contrasté dans la Double image bimodale À C.A. et le manque relatif de contraste pendant la phase principale. échographie de 4µm.

Une chaîne de caractères plumée de guitare a des résonances de flexion plus élevées qui sont harmoniques, signifiant cela si le mode principal est à une fréquence f0, la prochaine résonance est à 2f0, le prochain est à 3f0 et ainsi de suite. Pour tout sauf très quelques types très spécialisés, les fréquences de résonance en porte-à-faux sont non-harmoniques. Le Bout et le Jaschke ainsi que le Sarid donnent des examens gentils de mécanique en porte-à-faux. Le Schéma 2 donne les fréquences de résonance théoriques pour les encorbellements formés de carton de plongée pour les fréquences de résonance premières. Les fréquences de résonance mesurées pour deux encorbellements représentatifs, l'Olympe AC-240 (pour la représentation d'air) et la Bio-Manette d'Olympe (pour la représentation liquide) sont également indiquées.

Le Schéma 2. fréquences de résonance Théoriques du carton de plongée a formé des encorbellements en termes de principe, w1, ainsi que fréquences de résonance pour l'Olympe AC240 et Bio-Manettes. Dans ces cas, les prévisions théoriques sont conformes type aux résultats mesurés tout à fait en conformité avec 10%.

Une des méthodes les plus simples pour regarder l'effet des modes plus élevés est de les piloter directement, utilisant les mêmes machines installées que cela utilisée dans la représentation À C.A. Comme avec la représentation À C.A. utilisant la première fréquence de résonance, l'amplitude de l'encorbellement mesuré à la fréquence d'entraînement est utilisée comme signe d'erreur dans une boucle de contre-réaction. Et autres contraste amélioré observé Rigide de phase sur un échantillon utilisant la troisième fréquence de résonance d'un encorbellement triangulaire. Crittenden et autres les ont également exploré utilisant des harmoniques plus élevés pour la représentation parce que la réaction des harmoniques plus élevés est plus pointue que la réaction de la résonance principale.

Si les interactions répulsives périodiques entre l'extrémité et l'échantillon sont non linéaires, elles accoupleront le mouvement dans des harmoniques plus élevés. Ceci peut fournir des informations au sujet des propriétés mécaniques de l'échantillon. Pendant un cycle vibratoire unique d'AM-AFM, l'extrémité échantillonne type un domaine des forces, du long terme attrayant au répulsif à courte portée. Si l'extrémité agit l'un sur l'autre avec les forces répulsives échelonnées courtes, des informations sur les propriétés mécaniques de l'échantillon peuvent être obtenues.

Pour la représentation unique de mode de vibration, si le déphasage est positif, il est habituel de se rapporter au mode de représentation comme « attrayant net » ou simplement « attrayant ». Si le déphasage est négatif, le mode désigné sous le nom « répulsif ». Récent, Rodriguez et Garcia ont publié une simulation théorique d'une technique de non contact et attrayante de mode où l'encorbellement a été piloté à ses deux fréquences de résonance plus faibles. Dans leurs simulations, ils ont observé que la phase du deuxième mode a eu une dépendance intense à l'égard la constante de Hamaker du matériau étant imagé, impliquant que cette technique pourrait être employée pour extraire des informations chimiques sur les surfaces étant imagées. L'Autre travail à côté du groupe de Garcia a également expliqué que la sensibilité compositionnelle d'un AFM est améliorée par l'excitation simultanée de ses deux premières fréquences de résonance normales 1-2.

Le Schéma 3 affiche l'idée de base du Double mode bimodal de représentation À C.A. utilisant deux fréquences de résonance typique non-harmoniques d'un encorbellement. L'encorbellement est piloté avec une combinaison linéaire des tensions sinusoïdales, à ou près des fréquences de résonance, f1 et F2. Ce signe est utilisé comme moyen de piloter la base d'un encorbellement avec une « secousse » piézo-électrique. Les expériences enregistrées ici étaient répétées avec un encorbellement par magnétisme lancé avec des résultats similaires. On s'attend à ce que d'autres méthodes de mise en fonction où deux formes d'onde d'entraînement peuvent être additionnées s'avèrent comme pertinent. Le mouvement donnant droit de l'encorbellement est mesuré avec un capteur de position. Ce signe consécutivement est utilisé comme puissance d'entrée pour deux indépendants verrou-dans des amplificateurs, où le générateur de fonctionnement f1 est utilisé pendant qu'une référence pour un lockin et f2 est utilisée comme référence pour l'autre. La sortie des amplificateurs de lockin, y compris l'en phase Cartésien et paires de quadrature (x1, y1, x2, y)2 et amplitude polaire et représentations de phase (1A,1 Ø,2 A,2 Ø) du mouvement en porte-à-faux à deux fréquences ou plus peut alors être réussi en circuit au Contrôleur où ils peuvent être affichés, enrégistrés, combinés avec d'autres signes, et être utilisés dans des boucles de contre-réaction.

Le Schéma 3. Dans le Double COURANT ALTERNATIF bimodal, l'encorbellement est piloté et mesuré à deux (ou plus) fréquences. La tension sinusoïdale de « secousse » est un montant de tensions aux fréquences f1 et F.2 Le fléchissement en porte-à-faux contient alors l'information à les deux ces fréquences, suivant les indications de la courbure rouge. L'amplitude et la phase aux deux fréquences sont alors séparées de nouveau par les deux lockins et transmises au Contrôleur. Le Contrôleur peut employer une ou les deux fréquences de résonance pour faire fonctionner une boucle de contre-réaction.

Contrôle Par Retour De L'information

Comme avec la représentation conventionnelle À C.A., l'amplitude de l'encorbellement est utilisée comme signe d'erreur de contrôle par retour de l'information. Il y a une différence ici, cependant, puisqu'il y a deux amplitudes - une à chaque fréquence d'entraînement. Les premiers résultats nous présentons à utilisation l'amplitude de la fréquence principale A1 comme signe d'erreur de contrôle par retour de l'information et phase principale Ø1, deuxième amplitude A de fréquence de résonance2 et la phase Ø2 comme « transporter-le long » des signes. Le Renversement de ceci et l'utilisation de l'amplitude plus élevée de fréquence de résonance comme contrôle par retour de l'information et transporter l'amplitude et la phase principales le long peuvent également donner des résultats intéressants. Le montant de toutes les amplitudes comme le signe d'erreur a également permis la représentation stable.

Une caractéristique intéressante de cette mesure est que le traitement du signal peut être effectué sur le même flux de données en porte-à-faux de fléchissement pour chaque mode de flexion. Avec une mise en place digitale de lockin, par exemple, ceci implique que les mêmes positionnent le détecteur sensible et le convertisseur analogique-numérique (tant que il a la largeur de bande suffisante pour le mode plus élevé) peut être utilisé pour extraire l'information concernant les fréquences de résonance distinctes.

Exemples Bimodaux d'Image

Graphite

Le Schéma 4 affiche une image de 30µm effectuée sur une surface pyrolitic fortement installée (HOPG) de graphite. L'encorbellement était un encorbellement du silicium AC-240 d'Olympe. Il a été piloté à la fréquence de résonance principale (1f~69.5kHz et1 A~8nm) et en second lieu (f~405kHz2, A~8nm2). On n'a observé Aucune différence important pour la représentation assimilée d'encorbellements la surface de graphite. La boucle de Z-Contrôle par retour de l'information a été actionnée utilisant l'amplitude principale A1 comme signe d'erreur. La topographie (a) affiche les terrasses prévues séparées par des phases atomiques uniques ou multiples. Le premier tunnel de l'amplitude de mode (b) ressemble à une image filtrée passe-haut de la topographie. L'image principale de phase (c) affiche un retard de phase moyen de ~34° et de variation très petite (écart-type de ≤1°), impliquant que l'encorbellement était chronique en mode répulsif. De Nouveau, il y a très peu de contraste dans l'image principale de phase. La deuxième image d'amplitude de mode (d) cependant a le contraste significatif, avec à des régions grandes de corrections affichant où A2, la deuxième amplitude de mode, était réduit par des interactions d'extrémité-échantillon. Un rendu en trois dimensions de la topographie extérieure (a) avec la deuxième amplitude de fréquence de résonance (d) « peinte » sur la surface rendue (e) permet aux deuxièmes données contrastées de mode d'être marquées avec la topographie. Bien Que (e) explique il y ait un niveau élevé de corrélation, il y a également des bornes dans la deuxième amplitude de mode qui semblent n'avoir aucune connexion aux caractéristiques techniques topographiques.

Le Schéma 4. les images A-D de Graphite montrant différents modes de représentation (haut) et Double amplitude bimodale de mode À C.A. 2ème recouverte sur l'AFM a rendu la topographie (bas), échographie de 30µm.

ADN en Liquide

La Double représentation Bimodale À C.A. fonctionne bien également pour la représentation d'AM-AFM en liquide. Un échantillon à haute densité de l'acide désoxyribonucléique de Λ-Résumé (ADN) a été préparé dans un couvre-tapis dense sur le mica frais fendu. Le Schéma 5 affiche la réaction d'une 60µm longue Bio-Manette d'Olympe en liquide étant piloté à sa résonance principale (f~8.5kHz1, A~8nm1) et à son deuxième mode (f~55kHz2, A~5nm2) dans la solution tampon d'ADN. La topographie (a) affiche un couvre-tapis dense de matériau sur la surface sans les brins d'ADN dégagés visibles. De Même, l'amplitude principale (b), le tunnel utilisé pour le signe d'erreur de contrôle par retour de l'information, n'affiche aucune structure particulière. Le tunnel principal de phase (c) affiche le contraste subtile entre le mouvement propre et une structure qui affiche des signes d'être des molécules de brins d'ADN. La deuxième amplitude de mode (d) affiche clairement, des images contrastées des mêmes Brins d'ADN. Les torons apparaissent obscurité, correspondant à une dispersion accrue. C'est compatible avec les Brins d'ADN légèrement moins étant liés à l'échantillon et ainsi capable absorber une partie de la deuxième énergie de fréquence de résonance. De Nouveau, le rendu de la topographie dans trois cotes et la peinture de la deuxième amplitude de mode sur le haut (e) ont laissé la topographie et la deuxième amplitude de mode à marquer dans l'espace.

Le Schéma 5. (a) topographie, (b) amplitude principale, (c) phase principale, (d) Double amplitude bimodale de mode À C.A. deuxième d'ADN, échographie 750nm. (e) Deuxièmes données d'amplitude de mode recouvertes sur la topographie rendue d'AFM.

Conclusion

En mesurant la réaction en porte-à-faux à deux fréquences différentes, il est possible de regarder la différence dedans, par exemple, la phase signale à la fréquence principale d'entraînement et à une fréquence d'entraînement de mode plus élevé. À l'avenir ceci peut aider avec extraire les propriétés mécaniques liées à la fréquence de l'échantillon. On peut observer des différences Significatives de contraste en faisant fonctionner un encorbellement répulsif du mode AM-AFM à plus d'un de ses résonances de flexion. Pendant Que la recherche continue, nous apprenons continuellement plus au sujet du Double COURANT ALTERNATIF Bimodal. Entrez En Contact Avec la Recherche d'Asile pour se renseigner sur les dernières découvertes et applications sur cette technique.

Source : Double Représentation Bimodale d'AC™
Un ensemble complet de références peut être trouvé en se rapportant au document source
Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît la Recherche d'Asile

Date Added: May 7, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:48

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