ИСТИНА

Кантилеверы — это наипростейшие микромеханические преобразователи, которые позволят создать новые химические, физические и биологические сенсоры. Подобные датчики обладают огромным потенциалом для детектирования следовых количеств различных веществ (порядка ppb и ppt) в газовой и жидкой средах. Сенсоры, основанные на кантилеверах, вызывают большой интерес благодаря их селективности, высокой чувствительности, простоте изготовления и использования, низкой стоимости, низкому порогу обнаружения, быстрому отклику. В настоящее время следовые количества вещества зачастую определяют при помощи газовой или жидкостной хроматографии. Однако, эти методы являются сложными, трудоемкими, дорогостоящими и требуют громоздких приборов. По способу детектирования такие датчики могут работать в статическом или динамическом режиме. В рамках данной работы рассматривался только динамический режим детектирования, который основан на изменении резонансной частоты кантилевера в результате увеличения его эффективной массы или изменения упругих свойств. Применение анодного оксида алюминия перспективно для формирования кантилеверов благодаря их высокоразвитой поверхности и возможности контролируемо варьировать параметры пористой структуры, а, следовательно, и механические свойства получаемых кантилеверов. Целью данной работы является создание кантилеверов на основе пористого оксида алюминия и исследование их резонансных характеристик. Экспериментально установлено, что добротность нормальных колебаний возрастает при помещении кантилевера из атмосферного воздуха в вакуум (10-5 мбар). Было выяснено, что сдвиг пиков, соответствующих нормальным колебаниям, при помещении кантилевера из атмосферного воздуха в вакуум (10-5 мбар), происходит в сторону более высоких частот. Предложен мульти-резонансный метод определения коэффициента жесткости пористого оксида алюминия. С его помощью был выяснен коэффициент жесткости для пористого оксида алюминия, полученного при 40 В в 0,3 М щавелевой кислоте, равный 140 ГПа. Сравнение экспериментальных амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) с теоретическими показало, что пики, соответствующие первому резонансу изгибных колебаний, задемпфированы креплением. Теоретически рассчитанные резонансные частоты, соответствующие нормальным и торсионным колебаниям, согласуются с полученными экспериментально АЧХ.