ارتعاشات غیرخطی میکروتیر میکروسکوپ نیرو اتمی در مد متناوب، بر اساس تئوری 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 بدست آمده است. با توجه به ماهیت غیرخطی نیروی وارد بر نوک، از تئوری اغتشاشات برای حل معادلات غیرخطی استفاده شده است. سپس، روابطی برای فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی موثر بدست آمده است. همچنین، تاثیر خطای ناشی از مونتاژ غیر دقیق نوک در انتهای میکروتیر، بر روی رفتار ارتعاشاتی تیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تئوری تنش-کوپل اصلاح شده با نتایج حاصل از تئوری تیر کلاسیک مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی پارامترهایی وابسته به اندازه می باشند. افزایش فاصله جدایی تعادلی بین نوک و میکروسکوپ، باعث کاهش تاثیر نیروهای جاذبه وان در والسی 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.