Пьезоэлектрический отклик определения характеристик нанопроволок GaN

Цель данной статьи - описание метода и предварительные результаты, полученные при попытке определить характеристики электрического отклика, измеренного при изгибе отдельных нанопроволок GaN. Данные частицы благодаря пъезоэлектрическим свойствам являются интересными для создания высокочувствительных микродатчиков со сверхвысоким разрешением, которые используются для измерения силы и давления.

Два электрических зонда, установленных на наноманипуляторах miBot и подключенных к осциллографу (Agilent Technologies) через усилитель напряжения с высоким входным сопротивлением, использовали для контакта с основанием и верхней частью отдельных нанопроволок. Зонд сверху использовался для деформации нанопроволоки с целью ее изгиба. Осциллограф был параметризован в дифференциальном режиме для измерения разности потенциалов между наконечниками зонда, представляющей пьезоэлектрический отклик изогнутой нанопроволоки. Для изгибов нанопроволоки примерно 3 мкм были измерены пики отклика - около 30 мВ.

Компактная конструкция микророботов miBot и удобство портативной платформы облегчили их интеграцию под оптический микроскоп. Четыре степени свободы робота и интуитивно понятное управление движением позволили быстро найти контакт со структурами микронного размера.

Место проведения эксперимента: CEA Leti, Grenoble, France 

Ссылки:

Emmanuelle Pauliac-Vaujour, Sven Salomon, Joël Eymery, Edgar Leon Perez. Self-Powered Conformable Deformation Sensor Exploiting the Collective Piezoelectric Effect of Self-Organised GaN Nanowires. Le Cam, Vincent and Mevel, Laurent and Schoefs, Franck. EWSHM - 7th European Workshop on Structural Health Monitoring, Jul 2014, Nantes, France. 2014. hal-01022023

Модуль Юнга нанопроволоки

Механические характеристики нанопроволоки можно определить, смоделировав ее как пучок с одним закрепленным концом. Фактически, модуль Юнга можно рассчитать, изгибая нанопроволоку с помощью жесткого зонда и используя изображение с микроскопа (SEM или оптического) для измерения отклонения.