Integrierte Sensoren für die Raster-Kraft-Mikroskopie: Entwurf, Charakterisierung und Anwendungen
Gespeichert in:
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
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1995
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INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG
1
AUFGABENSTELLUNG
3
1
PRINZIP
DER
RASTER-SONDEN-MIKROSKOPIE
5
1.1
UNTERSUCHUNGSMETHODEN
DER
RASTER-KRAFT-MIKROSKOPIE
.
5
1.2
MESSMODI
IN
DER
RASTER-KRAFT-MIKROSKOPIE
.
7
1.3
MESSUNG
DER
KRAFT-WECHSELWIRKUNG
.
8
1.3.1
OPTISCHE
DETEKTIONSMETHODEN
.
8
1.3.2
ELEKTRISCHE
DETEKTIONSMETHODEN
.
9
1.3.3 INTEGRIERTE
OPTISCHE
DETEKTIONSMETHODEN
.
10
1.3.4 INTEGRIERTE
ELEKTRISCHE
DETEKTIONSMETHODEN
.
10
1.4
GERAETETECHNISCHE
GRUNDLAGEN
.
11
TEIL
A
:
MODELLIERUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
13
2
UEBERTRAGUNGSVERHALTEN
DES
EINFACHEN
INTEGRIERTEN
PIEZORESISTIVEN
SENSORS
13
2.1
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
DES
CANTILEVERS
.
13
2.2
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
DES
CANTILEVERS
.
14
2.3
PRINZIP
UND
AUFBAU
DES
RKM-SENSORS
.
16
2.4
DISKUSSION
.
19
2.5
SENSOREIGENSCHAFTEN
.
21
3
OPTIMIERUNG
DER
KRAFT
UND
WEGEMPFINDLICHKEIT
DES
INTEGRIERTEN
CANTILEVERS
22
3.1
OPTIMIERUNG
DURCH
AENDERUNG
DER
CANTILEVERDIMENSIONEN
.
22
3.2
OPTIMIERUNG
DURCH
AENDERUNG
DER
CANTILEVERGEOMETRIE
.
24
3.2.1
PRINZIP
DER
FINITE-ELEMENTE-METHODE
(FEM)
.
24
3.2.2
ERGEBNISSE
DER
FEM-SIMULATIONEN
.
25
4
OPTIMIERUNG
DER
SENSORGEOMETRIE
ZUR
TORSIONS
UND
LATERALKRAFTMESSUNG
29
4.1
MESSUNG
DER
TORSION
UND
DER
LATERALEN
KRAFT
.
29
4.2
DER
DIFFERENTIELLE
PIEZORESISTIVE
RKM-SENSOR
.
31
4.2.1
MECHANISCHES
VERHALTEN
DES
DIFFERENTIELLEN
CANTILEVERS
.
33
4.3
ANDERE
VERFAHREN
ZUR
MESSUNG
LATERALER
KRAEFTE
.
36
4.4
VERGLEICH
UND
DISKUSSION
.
37
II
INHALTSVERZEICHNIS
5
CHARAKTERISIERUNG
DER
PIEZORESISTIVEN
CANTILEVER
39
5.1
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNG
DER
EMPFINDLICHKEIT
.
39
5.1.1
EMPFINDLICHKEIT
IM
STATISCHEN
MESSBETRIEB
.
40
5.1.2
EMPFINDLICHKEIT
DES
DYNAMISCHEN
MESSBETRIEBS
.
42
5.1.3
TEMPERATUREINFLUSS
.
45
5.2
SIGNAL-RAUSCH-VERHALTEN
DER
DETEKTIONSMETHODE
.
51
5.2.1
MECHANISCHES
RAUSCHEN
.
51
5.2.2
ELEKTRISCHES
RAUSCHEN
.
52
5.2.3
GESAMTRAUSCHEN
.
53
5.3
VERGLEICH
MIT
ANDEREN
DETEKTIONSMETHODEN
.
54
TEIL
B
:
ANWENDUNGEN
57
6
EINSATZ
DER
SENSOREN
ZUR
TOPOGRAPHISCHEN
ABBILDUNG
VON
OBERFLAECHEN
57
6.1
KRAFTWECHSELWIRKUNGEN
ZWISCHEN
SPITZE
UND
PROBE
.
57
6.2
UNTERSUCHUNGEN
VON
OBERFLAECHEN
IM
STATISCHEN
MODUS
.
58
6.2.1
MESSARTEFAKTE
DURCH
DIE
RASTEREINHEIT
.
59
6.2.2
MESSARTEFAKTE
DURCH
DIE
SPITZE
.
61
6.3
TOPOGRAPHISCHE
ABBILDUNG
IM
DYNAMISCHEN
MODUS
.
65
6.3.1
EINSTELLUNG
DES
OPTIMALEN
ARBEITSPUNKTES
IM
DYNAMISCHEN
MODUS
.
66
6.3.2
MESSUNGEN
IM
DYNAMISCHEN
MODUS
.
67
6.4
RAUHIGKEITSMESSUNGEN
MIT
DEM
RKM
.
69
7
TRIBOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
MIT
DEM
RKM
72
7.1
DIE
KRAFT-ABSTANDSKURVE
.
72
7.2
EXPERIMENTELLE
TRIBOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.
76
7.2.1
WIRKUNG
VON
VAN
DER
WAALS-KRAEFTEN
.
77
7.2.2
ELASTISCHE
UND
PLASTISCHE
OBERFLAECHENEIGENSCHAFTEN
.
79
7.2.3
ADHAESION
.
86
7.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
87
8
REIBUNGSKRAFTMIKROSKOPIE
88
8.1
MODELL
DES
REIBUNGSMECHANISMUS
.
88
8.2
TOPOGRAPHIE
UND
MATERIALEFFEKTE
IN
DER
FFM
.
.
.
.
90
8.2.1
TOPOGRAPHIEEINFLUSS
.
92
8.2.2
MATERIALEINFLUSS
.
93
8.2
3
TOPOGRAPHIE
UND
MATERIALEINFLUESSE
.
95
8.3
HAFT
UND
GLEITREIBUNG
IN
DER
FFM
.
96
8.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
99
9
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
100
LISTE
BEREITS
VEROEFFENTLICHTER
TEILE
DER
DISSERTATION
109
DANKSAGUNG
110
INHALTSVERZEICHNIS
III
LEBENSLAUF
111
ERKLAERUNG
112 |
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