Language
Country/Area
No result found
كيف تستخدم تقنية PFM لاستكشاف البنية المجهرية الداخلية للمواد؟ تعرف على سر الدقة العالية!
مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا الحديثة، أصبح الفهم المتعمق للبنية الدقيقة الداخلية للمواد أحد محاور التركيز في العديد من مجالات البحث. يعد مجهر قوة الاستجابة الانضغاطية (PFM) نوعًا مبتكرًا من مجهر القوة الذرية القادر على تصوير ومعالجة مجال المواد الكهرضغطية/العازلة الكهروضوئية بدقة عالية. سوف تتعمق هذه المقالة في مبادئ تشغيل وتطبيقات PFM وتكشف أسرار دقتها العالية.
المبادئ الأساسية لتقنية إدارة المالية العامة
لقد اجتذبت تقنية PFM تدريجيًا اهتمامًا واسع النطاق منذ أن تم تنفيذها لأول مرة، ويرجع ذلك أساسًا إلى مزاياها في مجالات مختلفة من المواد الكهروضوئية وأشباه الموصلات وحتى علم الأحياء.
يُمكّن PFM الباحثين من تحديد مناطق ذات أحجام مختلفة، تتراوح من 100 × 100 ميكرومتر2، إلى مقياس النانو، مع تصوير تضاريس سطح العينة في الوقت نفسه.
في عملية PFM النموذجية، يستخدم الباحثون مسبارًا موصلًا حادًا للاتصال بالمادة الكهرضغطية وتطبيق جهد تيار متردد على المسبار لتحفيز تشوه العينة. تم الكشف عن انحراف المسبار من خلال طرق الكشف عن الصمام الثنائي الضوئي القياسي ويتم إزالة تشكيله بواسطة مضخم قفل لتحقيق تصوير عالي الدقة.
المعرفة الأساسية بالتأثير الكهرضغطي
يصف التأثير الكهرضغطي الضغط الذي تنتجه المادة عند تطبيق مجال كهربائي. يمكّن هذا التأثير PFM من اكتشاف التغيرات الكهربائية والميكانيكية في المواد. لنأخذ BaTiO3 كمثال، عند تطبيق جهد 1V، سيحدث إزاحة صغيرة، فقط 0.0856 نانومتر. يصعب التقاط مثل هذه الإزاحات الصغيرة لأنظمة الكشف التقليدية، لذلك يستخدم PFM تقنية قفل الطور لفصل إشارة الهدف عن الضوضاء العشوائية.
أوضاع التصوير المتعددة في PFM
يمكن تمييز تقنية PFM إلى أوضاع التصوير الرأسي والجانبي. من خلال تقسيم كاشف الثنائي الضوئي، يمكن لـ PFM الحصول على إشارات استجابة كهرضغطية داخل الطائرة وخارجها لتحليل اتجاه استقطاب المادة.
في وضع PFM العمودي، يمكن تحديد اتجاه الاستقطاب بمعلومات الطور، بينما في وضع PFM الجانبي، يمكن تحديد مكونات الاستقطاب داخل المستوى.
تطبيقات PFM في المواد الحيوية
أظهر تطبيق تقنية PFM في المواد الحيوية أيضًا إمكاناتها الواسعة، كما هو الحال في دراسة الأسنان والعظام والرئتين وألياف الكولاجين المفردة، وقد تلعب الكهرباء الانضغاطية الذاتية لهذه المواد دورًا مهمًا في بيولوجيتها الميكانيكية. تلعب دورا رئيسيا في التعلم.
مقدمة إلى وضع PFM المتقدم
مع تقدم التكنولوجيا، أطلقت PFM أيضًا مجموعة متنوعة من الأوضاع المتقدمة، مما أدى إلى تحسين مرونة اكتشاف ميزات مقياس النانو بشكل كبير. على سبيل المثال، تسمح تقنية PFM المتسلسل زمنيًا بالتصوير الفوري لتبديل المواد من خلال تطبيق نبضات جهد أعلى من الجهد الحرج على العينة ومن ثم التصوير، والتقاط عملية التبديل اللحظية.
بالإضافة إلى ذلك، تعمل تقنية رنين الاتصال PFM على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارة عن طريق ضبط التردد المطبق، وبالتالي تحقيق دقة قياس أعلى. تعمل تقنية PFM للطيف التحويل (SS) على توسيع نطاق تطبيق PFM وتوفر الكشف عن خصائص المواد في ظل مجالات كهربائية مختلفة.
الاستنتاج
يعمل تطور تكنولوجيا PFM على تعزيز الأبحاث في علوم المواد والإلكترونيات وحتى الطب الحيوي بشكل سريع. يمكن لهذه التكنولوجيا أن تكشف أسرار البنية الداخلية للمواد المختلفة بدقة عالية، ومع استمرار تقدم التكنولوجيا، ستجلب أساليب مراقبة وبحث أكثر تطورًا. في المستقبل، ما هي المجالات أو التقنيات الجديدة التي يمكن لإدارة المالية العامة أن تستمر في ممارسة إمكاناتها القوية؟
