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
- Deposition and characterization of single and multilayered boron carbide and boron carbonitride thin films by different sputtering configurations
Tek ve çok katmanlı bor karbür ve bor karbonitrür ince filmlerinin farklı sıçratma teknikleriyle biriktirilmesi ve karakterizasyonu
TOLGA TAVŞANOĞLU
Doktora
İngilizce
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. MİCHEL JEANDİN
PROF. DR. OKAN ADDEMİR
- 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
- Sol–jel yöntemi ile hazırlanan TiO2–SiO2 nanokompozit ince filmlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical and mechanical properties of TiO2–SiO2 nanocomposite thin films prepared by sol-gel method
EZGİ DENİZ BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
UZMAN REFİKA BUDAKOĞLU
- Farklı yoğunlukta ve özellikte bulunan polimerlerin topografi, sürtünme, adhezyon ve nanomekanik özelliklerinin atomik kuvvet mikroskobisi kullanılarak belirlenmesi.
Determination of topographic, tribologic and nanomechanical properties of various bulk polymers by atomic force microscopy
MERT MUHAMMED KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA OĞUZHAN ÇAĞLAYAN
- Understanding the influence of undercooling and atomic ordering on the emerging properties of marginal metallic glasses
Aşırı soğutma ve atomik düzenlerin marjinal metalik camlarda ortaya çıkan özellikler üzerindeki etkilerini anlamak
CAN OKUYUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUNUS EREN KALAY