شبیه سازی پاسخ دهی میکروتیر پیزوالکتریک در نانو توپوگرافی سطح نمونه

میکرو تیر پیزوالکتریک نسل جدیدی از میکرو تیرهای قابل استفاده در میکروسکوپ نیروی اتمی هستند که به دلیل داشتن قابلیت هایی چون سرعت پاسخ دهی بالا، کم حجم بودن و سرعت گرم و سرد شدن بالا مورد استقبال قرار گرفته اند. یکی از کاربردهای این نوع میکروسکوپ های توپوگرافی از سطح نمونه با دقت نانومتری می باشد. از آنجایی که آزمایشات علمی نشان می دهد که این میکرو تیرها از عملکرد خوبی در توپوگرافی سطح برخوردار هستند، بنابراین مطالعه چگونگی رفتار ارتعاشی آنها در نزدیکی سطح نمونه و نحوه پایخ دهی آنها به ناهمواری های سطح نمونه می تواند در افزایش دقت عملکردی آنها و همچنین توسعه این نوع تیرها با ابعاد هندسی بهینه موثر باشد. به این منظور در این مقاله ابتدا رفتار ارتعاشی میکروتیر پیزو الکتریک در نزدیکی سطح نمونه با در نظر گرفتن نیروی بر همکنش سطح و همچنین نیروی مویینگی مدلسازی دینامیکی می شود. سپس معادله دیفرانسیل حاکم بر حرکت به کمک روش گلرکین و رانگ – کوتا حل می شود. شبیه سازی نشان می دهند که در مدهای نوسانی بالاتر سرعت پاسخ دهی میکرو تیر پیزوالکتریک به ناهمواری سطح افزایش می یابد.