تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروتیر میکروسکوپ نیرو اتمی دینامیکی در مد متناوب براساس تیوری تنش-کوپل اصلاح شده

در این مقاله، رفتار ارتعاشاتی غیرخطی میکروتیر میکروسکوپ نیرو اتمی دینامیکی در مد متناوب مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا، با استفاده از اصل هامیلتون و با بهره گیری از معادلات ساختاری تنش-کوپل اصلاح شده، معادله حرکت و شرایط مرزی به دست آمده است. با توجه به ماهیت غیرخطی نیروی وارد بر نوک، از تیوری اغتشاشات برای حل معادلات غیرخطی استفاده شده است. سپس، روابطی برای فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی موثر به دست آمده است. همچنین، تاثیر خطای ناشی از مونتاژ غیردقیق نوک در انتهای میکروتیر، بر روی رفتار ارتعاشاتی تیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تیوری تنش-کوپل اصلاح شده با نتایج حاصل از تیوری تیر کلاسیک مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی پارامترهایی وابسته به اندازه هستند. افزایش فاصله جدایی تعادلی بین نوک و میکروسکوپ، باعث کاهش تاثیر نیروهای جاذبه وان در والس بر روی فرکانس غیرخطی شده، اما تاثیر آن بر روی فاکتور میرایی غیرخطی ناچیز است. همچنین، با توجه به نتایج می توان نتیجه گرفت که افزایش فاصله بین نوک و سر آزاد تیر، می تواند تاثیر چشمگیری بر دقت میکروسکوپ در مد متناوب داشته باشد.