Nanomechanical characterization of materials by enhanced higher harmonics of a tapping cantilever
Titreşen kaldıracın geliştirilmiş yüksek harmonikleri vasıtasıyla maddelerin nanomekaniksel nitelendirilmesi
- Tez No: 167954
- Danışmanlar: PROF.DR. ABDULLAH ATALAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atomik kuvvet mikroskobu, vurma modu, titreşen kaldıraç, geliştirilmiş yüksek harmonikler, nanomekanik madde özellikleri, Atomic force microscope, tapping-mode, vibrating cantilever, en hanced higher harmonics, nanomechanical material properties. IV
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
ÖZET TİTREŞEN KALDIRACIN GELİŞTİRİLMİŞ YÜKSEK HARMONİKLERİ VASITASIYLA MADDELERİN NANOMEKANİKSEL NİTELENDİRİLMESİ Müjdat Balantekin Elektrik Mühendisliği, Doktora Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Abdullah Atalar Mayıs, 2005 Atomik kuvvet mikroskobunun vurma-modu'nda, kaldıraç ucunun denek yüzeyiyle periyodik etkileşimi uç-denek etkileşim kuvvetini doğurur ve kaldıracın saf sinusoidal devinimi bozulur. Bu nedenle, titreşen kaldıracın tayfı uyarma frekansının tam katlarında yüksek harmonikler ihtiva eder. Bu tezde, nano ölçekteki materyal özelliklerini araştırmak için titreşen kaldıracın yüksek har- moniklerinin bir tanesininden faydalanıyoruz. Eğer etkileşime elastik kuvvet ege- mense, yüksek harmomklerin genliğinin belirli bir denek sertliği aralığında mono ton bir şekilde arttığım analitik olarak gösterdik, n'inci harmoniği geliştirmek için, kaldıracın kendi rezonans frekansının tam böleninde (u>ı/n) uyarıldığı bir yöntem önerdik. Uç-denek sisteminin önerilen yönteme tepkisini elde etmek için sayısal benzetimler icra edildi. Çok yüksek harmonik bozunumu durumunda gözlenen düzensiz sistem tepkisini bertaraf etmek için önerilen yöntem biraz değiştirildi. Geliştirilmiş yüksek harmoniğin çoktur el deneklerdeki madde değişimlerini ayırt edebilirliğini görmek ve tektürel deneklerin yüzeyindeki topografya değişimlerine nasıl bağlı olduğunu bulmak amacıyla deneyler yapıldı. Geliştirilmiş yüksek harmoniğin polimer karışımlarındaki materyal çoktürelliğinin çok yüksek bir sinyal/gürültü oram ile resimlenmesi için kullanılabileceğini gösterdik. Takriben 100 nin boyutundaki yüzey yapıları net bir şekilde görüntülendi. Ayrıca geleneksel vurma-modu'nun topografya ve faz görüntülemesine karşılaştırma yapıldı.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT NANOMECHANICAL CHARACTERIZATION OF MATERIALS BY ENHANCED HIGHER HARMONICS OF A TAPPING CANTILEVER Müjdat Balantekin Ph.D. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Abdullah Atalar May, 2005 In a tapping-mode atomic force microscope, the periodic interaction of the tip with the sample surface creates a tip-sample interaction force, and the pure si nusoidal motion of the cantilever is disturbed. Hence, the frequency spectrum of the oscillating cantilever contains higher harmonics at integer multiples of the excitation frequency. In this thesis, we utilize one of the higher harmonics of a vibrating cantilever to investigate the material properties at the nanoscale. We show analytically that the amplitudes of the higher harmonics increase monoton- ically for a range of sample stiffness, if the interaction is dominated by elastic force. We propose a method in which the cantilever is excited at a submultiple of its resonant frequency (wi/n) to enhance the nth harmonic. The numerical simulations are performed to obtain the response of the tip-sample system for the proposed method. The proposed method is modified to eliminate the chaotic system response observed in the very high harmonic distortion case. The exper iments are carried out to see if the enhanced higher harmonic can discriminate the material variations in heterogeneous samples and to find how it is related to the topography changes on the homogeneous sample surfaces. We show that the enhanced higher harmonic can be utilized to map material heterogeneity in polymer blends with a very high signal-to-noise ratio. The surface features ca. 100 nm in size are clearly resolved. A comparison is also made to conventional tapping-mode topography and phase imaging.
Benzer Tezler
- Scale dependence in mechanical behavior of silicon nanowires
Silikon nanotellerde mekanik davranışın ölçek bağımlılığı
SINA ZARE PAKZAD
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- RF magnetron saçtırma yöntemi ile üretilen SmCo5 filmlerin yapısal, mekanik ve manyetik özellikleri ve süper iletken kalıcıanahtar uygulaması
Structural, mechanical and magnetic properties of SmCo5 films produced by RF magnetron sputtering technique and superconducting permanent switch application
MEHMET KURU
Doktora
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
- Yüzeyine grafen film kaplanmış karbon fiber epoksi ileri kompozitlerin üretimi
Fabrication of graphene film deposited carbon fiber-epoxy advanced composites
GÖKHAN MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN ESKİZEYBEK
- Nanoteknolojide eğri eksenli çubukların düzlem içi davranışları için bir sonlu eleman formülasyonu
A finite element formulation for in-plane behaviours of curved beams in nanotechnology
ÖMER EKİM GENEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Nanoteknolojide eğri eksenli çubukların düzlem dışı davranışları için bir sonlu eleman formülasyonu
A finite element formulation for out of plane behavior of curved beams in nanotechnology
HİLAL KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ