壓電微懸臂梁共振檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、作為一種高靈敏度的傳感器件，微懸臂梁的應用極為廣泛，最初是應用于原子力顯微鏡(AFM)上，它的使用使AFM不僅具有原子級分辨力的顯微功能，還能夠探測探針和樣品間的原子級作用力。微懸臂梁有兩種工作模式，即彎曲模式和共振模式。在共振模式下，微懸臂梁具有很寬的動態(tài)范圍和很高的分辨率，因此利用微懸臂梁共振頻率進行檢測的方法越來越受到人們的關注。根據理論分析，微懸臂梁的共振頻率與其有效質量的1/2次冪成倒數關系，當被測物質吸附于微懸臂梁上后，微懸

2、臂梁的共振頻率減小，通過檢測微懸臂梁共振頻率的變化可以進行被測物質的定量分析，利用這個原理可以構建以微懸臂梁為傳感元件的系統(tǒng)。 壓電微懸臂梁由于鍍于其上的壓電層在振動時會產生壓電電流，壓電電流的大小表征了微懸臂梁的振動情況，這就為微懸臂梁共振頻率的檢測提供了電學的檢測手段。 本文的主要內容包括： 1．微懸臂梁的振動理論模型，微懸臂梁在空氣和液體中的共振頻率和微懸臂梁質量的關系，共振頻率變化量和被測物質量的關系，壓