Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để sử dụng PFM để phát hiện các thuộc tính của vật liệu từ quy mô micron đến nanomet? Các công nghệ này mạnh đến mức nào?
Nếu bạn muốn biết cách hình dung các thuộc tính của các vật liệu quy mô Micron thành Nanomet và hiểu các cơ chế vận hành đằng sau chúng, Kính hiển vi lực lượng Piezoresponse (PFM) sẽ là một công cụ đầy hứa hẹn để bạn khám phá lĩnh vực này.Công nghệ này không chỉ có thể hình ảnh các đặc điểm của vật liệu áp điện hoặc vật liệu sắt điện, mà còn có được thông tin cấu trúc liên kết bề mặt của mẫu cùng một lúc cấp độ.
PFM sử dụng điện áp xen kẽ được áp dụng cho đầu dò dẫn điện để kích thích biến dạng của mẫu, cho phép hình ảnh độ phân giải cao.
Nguyên tắc cơ bản
Tổng quan chung
Vì công nghệ PFM lần đầu tiên được Güthner và Dransfeld triển khai, nó đã dần thu hút sự chú ý của ngày càng nhiều nhà nghiên cứu.Điều này chủ yếu là do ứng dụng rộng rãi của PFM trong nhiều lĩnh vực như vật liệu sắt điện, chất bán dẫn, và thậm chí sinh học và tương đối ít khiếm khuyết.Trong các ứng dụng phổ biến nhất, PFM có thể khám phá các tính chất nano từ các thang đo tương đối lớn (ví dụ: quét 100 × 100 micron) và đồng thời hình ảnh cấu trúc liên kết bề mặt của mẫu.
Hiệu ứng áp điện
Hiệu ứng áp điện (CPE) mô tả cách thức trường điện ứng dụng tạo ra biến dạng, từ đó gây ra biến dạng vật lý của vật liệu.Điều này có nghĩa là PFM có thể phát hiện cấu trúc miền của vật liệu và xác định hướng của chúng, điều này rất quan trọng để hiểu các tính chất của vật liệu.
Đặc điểm quan trọng nhất của PFM là đầu dò phải dẫn điện để có thể áp dụng điện áp sai lệch cho mẫu.
Công nghệ phát hiện tín hiệu
Phát hiện tín hiệu của PFM thường phụ thuộc vào bộ khuếch đại khóa pha (LIA).LIA phân tách thông tin hữu ích trong tín hiệu bằng cách so sánh tín hiệu đầu vào với tín hiệu tham chiếu, đây là phương pháp giải điều chế tín hiệu chính.Quá trình giải điều chế này cho phép chúng tôi trích xuất dữ liệu cần thiết từ các tín hiệu dịch chuyển cực kỳ nhỏ, do đó mang lại cho công nghệ PFM độ nhạy cực cao.
Ví dụ hình ảnh PFM
Khả năng hình ảnh của PFM đã được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như cấu trúc miền 180 ° trong kali titanate (KTP) có thể được quan sát và có thể thể hiện hành vi của các cấu trúc này ở thang đo vi mô và nano.
PFM đã được áp dụng thành công để phân tích các vật liệu sinh học như răng, xương và collagen, cho thấy rằng áp điện tiềm năng trong vật liệu sinh học có thể đóng một vai trò quan trọng trong cơ học của chúng.
Chế độ PFM nâng cao
Ngoài hình thức PFM cơ bản, các nhà khoa học đã phát triển một loạt các chế độ nâng cao như flash PFM (PFM stroboscopic) và PFM cộng hưởng tiếp xúc (PFM cộng hưởng tiếp xúc).Các công nghệ nâng cao này cho phép người dùng phát hiện các tính năng nano và các quy trình động một cách chính xác hơn.
Kết luận
Nói tóm lại, công nghệ PFM đã đưa công nghệ hình ảnh truyền thống lên một cấp độ hoàn toàn mới, cả ở vi mô và nano.Điều này không chỉ tăng cường sự hiểu biết của chúng tôi về cấu trúc nội bộ của vật liệu, mà còn mang lại nhiều khả năng hơn cho sự phát triển và ứng dụng vật liệu trong tương lai.Khi chúng ta bắt tay vào hành trình khám phá thế giới siêu nhỏ và đối mặt với công nghệ tiên tiến như vậy, bạn có tò mò về việc nó sẽ ảnh hưởng đến sự hiểu biết và ứng dụng của chúng ta như thế nào không?
