مدولاتور نوری

[nox_sn]

سلام به همگی دوستان،کسی اینجا هست که راجع به مدولاتور نوری کار تحقیقاتی انجام داده باشه یا اینکه چند تا رفرنس به من معرفی کنه؟!!

 

[nazliii]

سلام به همگی دوستان،کسی اینجا هست که راجع به مدولاتور نوری کار تحقیقاتی انجام داده باشه یا اینکه چند تا رفرنس به من معرفی کنه؟!!

سلام
اچون این بجث جدیده فکر نکنم بتونین رفرنسی به صورت کتاب فارسی پیدا کنین .ولی میتونین تو مقالات لاتین سرچ کنین.بعد از رفرنس همون مقاله برا مطلب جدید استفاده کنین و همونطور تا آخر.

 

[nox_sn]

مرسی از راهنماییت نازلی عزیز...
دقیقا همین طوریه که میگی،رفرنس فارسی خیلی کمه و تقریبا میشه گفت به درد بخور هم نیست!
چون من وقت کمی دارم،بیشتر هدفم اینه که اگه کسی رو این مورد کار کرده منو در جریان کارش قرار بده

 

[saeidalizadeh90]

میکروسکوپهای نیروی اتمی

میکروسکوپهای نیروی اتمی

سلام به همگی دوستان نازکتر از گل خودم
امیدوارم بتونم در خدمت شما باشم و از محضر تون بهره ببرم . اگه از شما دوستان کسی در مورد میکروسکوپهای نیروی اتمی جزوه ای ،مطلبی ،... داره لطفا راهنماییم کنه خیلی متشکرم .

 

[sina_anis]

میکروسکوپ نیروی اتمی چیست ؟

میكروسكوپ نیروی اتمی(AFM) از زمان ابداع توسط باینینگ ، گربر و کوایت اثر عمیقی در بسیاری عرصه های علم و تكنولوژی گذاشته است. ایده كلی عملكرد این دستگاه اندازه گیری جابجایی نوک میکروكانتیلیور دراثر عبور سطح نمونه از زیر آن است. اجزای یك AFMمعمولی شامل پروب میكروكانتیلور، موقعیت دهنده نمونه، سیستم اندازه گیری تغییر شكل كانتیلیور و سیستم كنترلی جهت اعمال نیروی تماسی مورد نظر می باشد. بطور کلی این دستگاه برای بررسی و جابجایی مواد در مقیاس نانو مورد استفاده قرار می گیرد.مواد قابل بررسی توسط AFM شامل گستره وسیعی از مواد مانند پوشش های فیلم نازك و ضخیم، سرامیكها، كامپوزیتها، شیشه ها، غشاهای بیولوژیك، فلزات، پلیمرها ونیمه رساناها می شود. این وسیله برای بررسی پدیده های گوناگونی مانند زبری، جاذبه سطحی، خوردگی، شیار خوردگی، اصطكاك، روانكاری، ساخت صفحات و پولیش كردن آنها مورد استفاده قرار می گیرد. بدین ترتیبAFM تحقیقات پایه در زمینه علوم مختلف مانند بیولوژی، شیمی، علم مواد و سطح شناسی را متحول كرده و تكنولوژیهایی مانند الكترونیك، ارتباطات از راه دور، صنایع بیولوژیك و شیمیایی، نانومكانیكی و انرژی را تحت تاثیر قرار داده است.

​

از اینرو میكروسكوپ نیروی اتمی به یكی از ابزارهای مفید در زمینه اندازه گیری نیروهای بین مولكولی با دقت اتمی تبدیل شده است كه سبب كاربرد فراوان آن در زمینه الكترونیك، نیمه هادی ها، مواد، ساخت و تولید پلیمرها، بیولوژی و بیومواد گردیده است.AFM محاسن و قابلیت های بیشتری نسبت به روشهای میكروسكوپی مشابه (مانند SEM و TEM ) در مطالعه سطوح فلزات و ساختارهای میكرونی بوسیله اندازه گیری قابل اعتماد در مقیاس نانو را داراست.

 

[sina_anis]

ميكروسكوپ نيروي اتمي AFM


تاريخچه
نانومتر واحد بسيار بسيار کوچکي براي اندازه‌گيري طول است كه در ابعاد اتمي و مولكولي كاربرد دارد. 1 نانومتر فاصلة بسيار كوچكي است و به عنوان مثال مولكول آب با آن سنجيده مي‌شود. براي درك ميزان كوچكي اين واحد طول خوب است بدانيم كه تار موي انسان حدوداً 80 هزار نانومتر قطر دارد، بنابراين براي مشاهده پديده‌ها و درك اثراتي كه در اين اندازه بسيار كوچك وجود دارد نه‌تنها به چشم غيرمسلح نمي‌توان تكيه كرد بلكه حتي از ميكروسكوپ‌هاي معمولي كه در آزمايشگاه‌ها وجود دارند نيز، نمي‌توانند استفاده کنند چراکه با اين ميکروسکوپ‌ها فقط تا ابعاد "ميکرومتر" را می‌توان دید.
به همين دليل دانشمندان با پيشرفت علم و فنون به فكر ساختن وسايلي افتادند كه بتوانند ابعاد اتمي را هم اندازه‌گيري كنند.
وسايل زيادي با روش‌هاي مختلف براي اين منظور ساخته شده است كه خيلي از آنها كامل شده نمونه‌هاي قبلي است. اما ميكروسكوپ نيروي اتمي جزو جديدترين دستاوردهاي دانشمندان در زمينه اندازه‌گيري در ابعاد و مقياس نانو است كه در پاييز سال هزار و سيصد و شصت و سه يعني حدود بيست سال پيش توسط جرد بينينگ، كريستوف جربر و كوايت ساخته شد.
دستگاهي كه بينينگ و همكارانش ساخته بودند از نظر عملكرد كاملاً مشابه ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي امروزي بود و در طي اين بيست سال تنها دقت و روش فهم نهايي اندازه‌ها پيشرفت كرده است. با اين دستگاه مي‌شد طولهايي تا حدود "سيصد آنگستروم" يا "سي نانومتر" را اندازه گرفت. با گذشت زمان اين دستگاه کاملتر شد و امروزه مي‌توان با دقتي بيش از پانصد برابر دقت ميكروسكوپ بينينگ سطوح مواد را مشاهده نمود.
• روش كار
مي‌دانيم كه تمامي اجسام هراندازه هم كه به ظاهر صاف و صيقلي باشند، باز هم در سطح خود داراي پستي و بلندي و ناصافي‌هايي هستند. به عنوان مثال سطح شيشه بسيار بسيار صاف و صيقلي به نظر مي‌رسد، اما اگر در مقياس خيلي کوچک به آن نگاه کنيم، خواهيم ديد که سطح شيشه پر از ناصافي‌ها يا به عبارتي "دست انداز" است. كار ميكروسكوپ نيروي اتمي نشان‌دادن اين ناصافي‌ها و اندازه‌گيري عمق آنهاست. ثبت چگونگي قرارگيري و نشان دادن عمق و ارتفاعِ پستي و بلندي‌ها در يك سطح خاص از ماده را "توپوگرافي" مي‌نامند.
مي دانيم که نيروهاي بسيار کوچکي بصورت جاذبه و دافعه بين اتمهاي باردار وجود دارند، (درست مثل دو سر ناهمنام آهنربا که باعث دفع و جذب مي شوند.) چنين نيروهايي بين نوک ميکروسکوپ و اتمهاي سطح ايجاد مي گردد. با اندازه گيري نيروي بين اتمها در نقاط مختلف سطح، مي توان محل اتمها روي آن را مشخص کرد.

ميكروسكوپ نيروي اتمي از اجزاء و قطعات مختلفي تشكيل شده است كه مهم‌ترين بخش آن مجموعه "انبرك و نوك" مي‌باشد و در واقع قسمت اصلي براي شناخت سطوح به شمار مي‌آيد. جنس انبرك معمولاً از سيليسيم و نوك از يک تک اتم (معمولا اتم الماس) تشکيل شده است. براي اينکه ميکروسکوپ نيروي اتمي بتواند برجستگي ها و فرورفتگي ها را در ابعاد نانومتر حس کند لازم است نوک تيز انبرک ظرافت اتمي داشته باشد. همان طور که ما با دستکش کار نمي توانيم زبري يا نرمي يک سطح را حس کنيم. ازآنجا كه تصاوير مربوط به اندازه‌هاي اتمي روي يك سطح با چشم غيرمسلح يا حتي مسلح به قوي‌ترين عدسي‌ها قابل مشاهده نيست، به کمک ابزارهاي پيشرفته، حرکات عرضي لمس شده توسط انبرک و نوک ويژه ميکروسکوپ را به تصاوير ويدئويي تبديل مي‌‌‌‌کنند تا امکان مشاهده آرايش اتم‌هاي سطح، در صفحة رايانه امکانپذير باشد.
درواقع كل فرآيند "جاروكردن سطح" به وسيله همان انبرك نوك‌دار صورت مي‌گيرد. انبرك به راحتي در پستي و بلندي‌‌‌‌ها بالا و پايين مي‌رود و انتهاي آن هم به قسمتي متصل است كه به جابجايي عرض انبرك بسيار حساس است و اين تغيير فاصله‌ها را ثبت كرده و به علائمي تبديل مي‌كند که براي رايانه قابل فهم باشد. علائم گفته شده که "سيگنال" نام دارد توسط رايانه پردازش مي‌‌‌‌شود تا نحوه قرار گيري اتم‌ها در کنارهم، بر روي صفحه نمايشگر، نشان داده ‌شود.

دو روش كلي براي جاروكردن سطح وجود دارد كه عبارتند از روش تماسي و روش غيرتماسي.

در روش تماسي كه براي بيشتر سطوح كارايي دارد، نوك انبرك در فاصله‌اي بسيار بسيار کم از سطح قرار مي‌گيرد و به محض رسيدن به پستي يا بلندي به دليل جابجايي كه در انبرك ايجاد مي‌شود، امکان نمايش توپوگرافي براي رايانه فراهم مي‌گردد. درواقع نيرويي كه بين سطح و نوك انبرك وجود دارد، با نزديك‌شدن اين دو به هم زياد شده و با دورشدنشان از هم، كم مي‌شود، اين مسئاله باعث مشاهده غيرمستقيم آرايش اتم‌ها مي‌گردد.
روش غيرتماسي بيشتر براي سطوح كثيف و آلوده مورد استفاده قرار مي‌گيرد، در اين شيوه ابتدا انبرك را با نوساني دقيق به تحرك درمي‌آوريم و آن را روي سطح هدايت مي‌كنيم. انبرك خاصيت ارتجاعي و فنري دارد و به راحتي در عرض بالا و پايين مي‌شود. در اين حالت نيرويي كه بين سطح و نوك انبرك وجود دارد، در نوسان انبرك تأثير مي‌گذارد و به اين وسيله آرايش اتمي سطح مشخص مي‌شود.
البته اندازه‌گيري ساختارهاي بسيار ريز که موجب جابجايي بسيار کوچکي در انبرك مي‌‌‌‌شود، روي مي‌دهد خود بحث مفصلي است كه اين كار امروزه به وسيلة تغيير جهت انعكاس نوري كه از يك منبع بالاي انبرك روي آن مي‌تابانند، مشاهده مي‌شود(شکل 3).

شکل 3​

به اين معني كه سطح انبرك به گونه‌اي صيقل داده مي‌شود كه توانايي بازتابش نور را به خوبي داشته باشد. منبع نوري اشعة مرئي را به قسمت صيقل‌داده شده مي‌تاباند و گيرنده آن را دريافت مي‌كند. به محض جابجايي عرضي انبرك، اشعه كمي منحرف مي‌شود كه باتوجه به ميزان انحراف ثبت‌شده در دستگاه، دانشمندان نقشه پستي و بلندي(توپوگرافي) را دقيقتر ترسيم مي‌‌‌‌کنند(شکل 4).

شکل 4​

نكتة ديگري كه در مورد كاركرد ميكروسكوپ نيروي اتمي بايد بدانيم آن است كه پستي‌ها و بلندي‌ها در هر سه محور طول و عرض و ارتفاع توسط اين دستگاه گزارش مي‌شود. در نمونه‌هاي ابتدايي چون امكان نشان‌دادن بعد ارتفاع در رايانه نبود، اين كار با رنگ‌ها انجام مي‌شد. به اين صورت كه رنگ‌هاي تيره براي عمق‌هاي كم و رنگ‌هاي روشن براي عمق‌هاي زياد به كار مي‌رفتند. اما امروزه با استفاده از نرم‌افزارهاي سه‌بعدي ديداري مي‌توان توپوگرافي سطح را در هر سه بعد نشان داد.
• نتيجه
پس از معرفي ميكروسكوپ نيروي اتمي و روش كار آن، خوب است بدانيم كه بشر با اختراع اين وسيله پيشرفت‌هاي بسياري در علم مواد و شناخت سطوح پيدا كرده است كه در بسياري از صنايع از جمله الكترونيك، ارتباطات، خودرو، فضانوردي و انرژي تأثيرگذار بوده‌اند. درواقع اختراع ميكروسكوپ نيروي اتمي فصل جديدي در پيشرفت فناوري نانو و كاربردهاي صنعتي آن مي‌باشد.
نمونه هايي از انبرک و نوک ميکروسکوپ نيروي اتمي:

​

 

[sina_anis]

برای آشنايی بيشتر با چگونگی عملکرد این نوع ميکروسکوپها میتوانيد فايل ويدئويی ذيل را دانلود (Download) کرده و آن را مشاهده نماييد:

فيلم شبيه سازی میکروسکوپ نيروی اتمی



شبيه سازيهاي زير اطلاعات جالبي درباره ميکروسکوپ نيروي اتمي و نحوه کارکردن آن در اختيار مي گذارد. براي استفاده فايلهاي زير را داونلود (Download) کنيد و آن را روي رايانه خود نصب نماييد:

شبيه ساز انبرک ميکروسکوپ اتمي

مدل سازي کار ميکروسکوپ اتمي

امیدوارم مطالب مفید بوده باشه