Numerical simulation of nano scanning in tapping mode afm under Q control
Nano boyutlardaki yüzeylerin Q kontrolü altında atomik kuvvet mikroskobu kullanarak taranmasının sayısal simülasyonu
- Tez No: 200374
- Danışmanlar: Y.DOÇ. ALPER KİRAZ, Y.DOÇ. ERDEM ALACA, Y.DOÇ. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Bu tezde, kalite faktörü (Q) kontrollü altında çalışan bir atomik kuvvet mikroskobunun (AKM) nano boyutlardaki bir yüzeyi taramasını SIMULINK simülasyonları ile inceledik. Sadece tarama probunun dinamiğine değil, tarama işleminin bütünün simülasyonuna odaklandık. Bu sayede, Q kontrollü taramanın, değişik tarama değişkenleri ve ayarları için performansını sayısal olarak inceledik. İlk önce, probun etkin Q faktörünü ayarlamaktaki ödünleşmesini gösterdik. Düşük Q faktörü, prob ucu ile taranan yüzey arasındaki etkileşim kuvvetlerini artırırken, yüksek değerler tarama hızını sınırlandırmaktadır. Daha sonra, hata sinyalinin genliğine göre probun Q faktörünü anlık olarak değiştiren uyarlanabilir (adaptif) Q kontrolü kullanarak etkileşim kuvvetlerini artırmadan da daha yüksek tarama hızlarına ulaşmanın mümkün olduğunu gösterdik. Adaptif Q kontrolü sayısal olarak hesaplanan eş hata çizgileri kullanılarak standart Q kontrolü ile karşılaştırıldı ve sonuçlar deney düzeneğinde yapılan tarama deneyleriyle desteklendi.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we investigate nano scanning in tapping mode atomic force microscopy (AFM) under quality (Q) control via numerical simulations performed in SIMULINK. We focus on the simulation of whole scan process rather than the interactions between the AFM probe and the surface only. This enables us to quantify the scan performance under Q control for different scan variables and settings. We first demonstrate the trade-off in setting the effective Q factor (Qeff) of a cantilever probe in standard Q control. Low values of Qeff causes an increase in tapping forces while higher ones limit the maximum achievable scan speed due to the slow response of the cantilever to the rapid changes in surface profile. We then show that it is possible to achieve higher scan speeds without causing an increase in the tapping forces using adaptive Q control (AQC), in which the Q factor of cantilever is changed instantaneously depending on the magnitude of error signal in oscillation amplitude. The scan performance of AQC is quantitatively compared to that of standard Q control using iso-error curves obtained through numerical simulations first and then validated through scan experiments performed in a physical set-up.
Benzer Tezler
- Filtrasyon uygulamaları için yüksek performanslı bimodal filtre kumaşlarının üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of high performance bimodal filter fabrics for filtration applications
MELİKE GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Repetitive control of an XYZ piezo-stage for faster nano-scanning: Numerical simulations and experiments
Nano düzeyde daha hızlı tarama için XYZ hareketli piezo tarayıcının tekrarlı kontrolü: Benzetim ve deney
SELMAN ABDULLAH CEBECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Computational and experimental investigation of the critical role of twinning on the plastic deformation of highmanganese austenitic steels and pseudoelasticity of niti shape memory alloys
İkizlemenin yüksek manganlı östenitik çeliklerin plastik deformasyonu ve niti şekil hafıza alaşımlarının süperelastisitesi üzerindeki krıtik rolünün sayısal ve deneysel incelemesi
BERKAY GÜMÜŞ
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Toughening of carbon fiber based composites with electrospun fabric layers
Elektroeğrilmiş kumaş tabakaları ile karbon elyaf esaslı kompozitlerın toklaştırılması
BERTAN BEYLERGİL
Doktora
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU
DOÇ. DR. ENGİN AKTAŞ
- Engineering plasmonic nanoparticles for nanomedical applications
Nanomedikal uygulamalar odaklı plazmonik nanoparçacık mühendisliği
EMRE DORUK ÖNAL