作者ajsaak (夢殞)
看板Physics
標題[問題] Q factor與楊氏系數
時間Tue Jun 4 15:31:49 2013
大家好,我是應用化學系的碩士生,最近在書報課上報告了一篇paper,
老師對我的解釋不滿意,想不到更好的解釋,也問過老師,
此部分內容應該比較接近物理所以來此發問,由於非本科系的東西,如果以下理解有錯,
請幫我修正
paper本文
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac200659e
此篇paper主要是利用市售的Si材質的AFM探針
,修飾上鑽石層與摻硼鑽石層,製造出耐磨且電化學性質優良的AFM-SECM探針
AFM(Atomic force microscopy,原子力顯微鏡)
SECM(Scanning electrochemical microscopy,掃描式電化學顯微鏡)
而我的問題在修飾鑽石層後的探針 鑽石層厚度,頻率,Quality factor的關係
文中在對於探針進行共振頻率的測量,可從圖2(A)看到,當修飾層越厚,共振頻率越高
而作者此處利用公式f0=t/2*pi*(L^2)*((E/Rho)^(1/2)),初步推測此結果是合理的
但此公式只用於單一材料的探針上,之後再使用軟體進行適合此懸臂的頻率計算
f0:共振頻率 ,L:探針懸臂的長度, E:懸臂的楊式系數
之後計算其各修飾厚度與未修飾探針的Q factor.
其公式為:
Q=f/w
Q:quality factor,f:共振頻率,w:共振峰的半高寬(Full-width at half-maximum)
由於AFM的探針某些模式(如輕敲式,tapping mode)需要有一定振動,才能進行偵測
結合
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%93%81%E8%B3%AA%E5%9B%A0%E5%AD%90
我對Q factor理解為視懸臂為振動體,
Q越大代表懸臂振動時越不容易因阻尼損耗,越可以維持其振動狀態
文中提到修飾鑽石層後的Q factor比預期提高許多,是由於鑽石層修飾較緊密
老師問我的問題為楊式系數(E)與Q factor有甚麼關係
我的理解為因為鑽石層修飾較緊密,其所含空隙較小,傳遞震波時不容易損耗,
導致Q factor的上升
但老師不接受這回答,關於這方面是否有更合理的解釋,謝謝各位觀看
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◆ From: 163.22.18.23
推 teddy0819:就是楊式係數可以想成彈簧係數,(相同尺寸下),所以越 06/04 18:26
→ ajsaak:越...@@? 06/04 23:43
推 teddy0819:硬 受阻尼影響越小Q值就越大(抱歉之前手機推文沒推完XD) 06/05 01:00
→ ajsaak:解釋過了 謝謝~~ 06/05 11:33