عضویت در خبرنامه

جهت اطلاع از آخرین اخبار ، محصولات و مقالات لطفا ایمیل خود را وارد کنید.

tarfand tarfand
کاربرد های سرامیک های پیزوالکتریک - 2 - جابجایی نانومتری
what is nano positioning

نانوموقعیت دهی[1]، فناوری کنترل موقعیت مکانی اجسام، بادقتی از مرتبه نانومتری است. امروزه این فناوری به عنوان یکی از ارکان پژوهش و تولید در ابعاد میکرو و نانو، به کمک پژوهشگران آمده و تولید بسیاری از محصولات پیشرفته و انجام بسیاری از پژوهش های دور از تصور را ممکن کرده است. برای دستیابی به دقت نانومتری باید به دامنه حرکت حداقل چند ده میکرون دست یافت و برای مشکلاتی مانند: لقی[2]، چسبندگی، اصطکاک، نویزهای ارتعاشی محیط و نویزهای الکترومغناطیسی غلبه کرد. تا به امروز سيستم­هاي مکانيکي مختلفي جهت نانوموقعيت­دهي معرفي شده­اند. سيستم­هاي مکانيکي رايج بسياري نظير تمسه، زنجير، شانه و چرخ­دنده ، پيچ و جک­هاي هيدروليکي و نيوماتيکي وجود دارند که براي موقعيت­دهي در مقياس­هاي بزرگ طراحي شده ­اند. با استفاده از اين سيستم­ها انجام حرکت در مسافتي تا چندين متر و با دقتي تا چند صدم ميلي­متر امکان­پذير است. اما براي دستيابي به دقتي از مرتبه نانومتر مي­بايست روي کورس کاري کوچکتري در حدود صد ميکرومتر متمرکز شد.

سکوهای پیزوالکتریک ، جابجاگرهای خطی یا زاویه ای هستند که بصورت مکانیکی و در محور های مختلف حرکت می کنند. با بکارگیری عملگرهای چندلایه پیزوالکتریک در یک مکانیزم منعطف این جابجاگرها قابلیت جابجایی با دقت نانو متری را دارا می باشند. کورس حرکت جابجاگر های پیزوالکتریک عموما بین 10 تا  200 میکرومتر است. و اگر چه این تکنولوژی محدودیتی در دقت حرکتی ندارند رزولوشن حرکت آنها بعضا به زیر نانومتر می­رسد اما معمولا بین 5 تا 30 نانومتر است.

 انواع جابجاگرهای پیزو الکتریک

  • جابجاگر پیزوالکتریک خطی

این سکوها حرکتی خطی دارند و در محور های حرکتی X  ، Yو Z یا ترکیبی از آنها می باشند که هریک کاربرد خاص خود را دارند برای مثال از سکوهای X-Y در اپتیک، میکروسکوپ روبشی و ماشین کاری دقیق استفاده می­شود و از سکوی Z برای جابجایی لنز میکروسکوپ های نوری برای فوکوس دقیق استفاده می شود.

  • جابجاگر پیزوالکتریک زاویه ای

این عملگرها کاربردهای وسیعی در اپتیک و فوتونیک دارند.تنظیم دقیق اداوت اپتیکی و لنزها و جبران سازی و تعقیب اشعه لیزر با اتصال آینه به این عملگر ها از کاربردهای مهم این سکوها می باشد.

صنعت ساخت در مقياس نانو  و ليتوگرافي از اولين دروازه­ هاي ورود فناوري موقعيت­دهي با دقت نانو به عرصه کاربرد محسوب مي­شوند. سکو هاي موقعيت­دهي دقيق امکان ايجاد خطوطي با عرض چند ده نانومتر را فراهم کرده­ اند. استفاده عمده ديگر اين سيستم­ها در صنايع نيمه رسانا براي توليد ترانزيستورها است. اما امروزه اين فناوري زمينه توسعه و پيشرفت در حوزه­ هاي کاربرد جديدي را  ممکن ساخته است. از جمل ه­ي اين زمينه ­ها مي­توان به موارد زير اشاره کرد:

  • ماشينکاري­هاي بسيار دقيق
  • ميکروسکوپ­هاي روبشی
  • عمليات­هاي درون سلولي
  • انجام تغییرات در ژن
  • صنايع اپتيک و دوربين­هاي تصويربرداري
  • ليزر و مترولوژي
  • نصب و اتصال فيبرهاي نوري

 

[1] Nanopositioning

[2] Backlash