Dərs vəsaiti Laboratoriya işi

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

Bu üsulla sıxlığı  99,9 %-dan böyük və nəzəri alınması müm-

kün olan kristallik quruluşlu nümunələrin xüsusi keyfiyyətlə-

rinə malik keramika almaq mümkündür.  

Polyar olmayan keramikada dənələr və onların domenlə-

rinin polyar oxları xaotik düzülür ki, bu da keramikanın elek-

trik, pyezoelektrik və başqa xarakteristikalarının kvaziizotrop 

olmasına səbəb olur. Tələb olunan xassələri, məsələn  əks 

pyezoeffekti almaq üçün, xarici elektrik sahəsinin köməyi ilə 

materialın bütün həcm üzrə polyar oxlarını bircins 

istiqamətləndirmək zəruridir. Polyarlaşma adlanan bu proses 

materialın  Tc Küri temperaturundan yüksək temperatura kimi 

qızdırmasına və xarici elektrik sahəsinin təsiri altında otaq 

temperaturuna qədər soyudulmasına  əsaslanır. Xarici elektrik 

sahəsini kənarlaşdırdıqdan sonra domenlərin dipol momentləri 

bir istiqamətə yönəlir, yəni materialda qalıq polyarlaşma 

yaranır. Pyezokeramikanı istifadə edərkən onu Küri temperatu-

rundan yüksək temperaturda qızdırmaq olmaz, bu temperaturda 

pyezokeramika depolyarlaşır və pyezoeffekt müşahidə olunmur.  

Bir tərəfi  bərkidilmiş pyezolövhənin (Şəkil 4-2) uzanması  

31

d

h

U

l

l

=

Δ

   

 

 

 

 

 

 

 

(1)  

ifadəsi ilə təyin olunur.    

     Burada 

l

-lövhənin  uzunluğu, h-lövhənin qalınlığı, U- pye-

zolövhənin kənarlarında yerləşmiş elektrodlara tətbiq olunan 

elektrik gərginliyi, d

31

- materialın pyezomoduludur.  

    d

31

-pyezomodulu uzununa istiqamətdə  tətbiq olunan 

gərginliyin yerdəyişməyə çevirilməsini təyin edib, adətən               

30-350X10

-12

m/V-ə 

bərabər olur.Məsələn, 

d

31

=200m/V(2

/V) qiymətində uzunluğu 

=200mm, 

qalınlığı h=0,5mm olan lövhənin idarəedici gərginliyinin 

qiyməti U 0-dan 300V-a kimi dəyişməsi nəticəsində 0-2,4mkm 

diapazonunda 

o

A

l

l

Δ

 mexaniki  deformasiyasını  təmin edir. 

Pyezomodul  əmsalının böyük qiymətləri kiçik ölçülü 

 

82

---

Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər 

 

skanedicilər və kiçik idarəedici gərginlik üçün vacibdir.  

Pyezomaterialın deformasiyasının maksimal qiyməti 

skanetmənin maksimal sahəsini təyin edir, lakin bu elektrik 

sahəsinin gərginliyinin qiyməti ilə  məhdudlaşır, belə ki, bu 

zaman material elektrikin təsirindən deşilir. Minimal addım və 

ya yerdəyişmənin dəqiqliyi idarəedici elektrik gərginliyinin 

küyləri, mexaniki titrəmələrin və termodreyfin səviyyəsinə 

əsasən təyin olunur. 

 

Şəkil 4-2. Bir tərəfi bərkidilmiş pyezolövhənin uzanması   

 

SZM-də istifadə olunan pyezokeramikaların  əsas xarakte-

ristikalarından bunları seçmək olar: 

- Sərf edilən gücün az olması və istilik ayrılmaması 

- SZM üçün helium(4,2K) temperaturuna qədər alçaq 

temperaturlarda d

31

-pyezomodulunun dəyişməməsi  

-  Kuri temperaturu 170-350

0

S 

-  Keramikanın istidən genişlənmə  əmsalı 

β=1-10*10

-6

  K

-1

-ə 

bərabər olur. Bu zaman 

β-nın qiyməti böyük əhəmiyyət 

kəcb etmir. Keramikanın və konstruksiyada istifadə olunan 

materialın istidən genişlənmə  əmsallarının fərqinin çox 

kiçik olması temperatur dreyfini azaltmağa imkan verir. 

- Kiçik ölçüyə, yüksək sərtliyə və bunun nəticəsində yüksək 

rezonans tezliyinə(10kHs-dən böyük olması  məqsədə 

 

83

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

uyğundur) malik olması. Bu da  titrəmələrdən qorunmaq 

üçün lazımdır. Yüksək rezonans tezlik həmçinin skanet-

mənin sürətini artırmağa imkan verir, yəni SZM-də 

nəticələrin alınması vaxtını azaltmaq olar.  

- Müxtəlif mühitlərdə və yüksək vakuumda tətbiq olunması.  

Onlar kimyəvi aktiv deyillər  və elektromaqnit sahəsi yarat-

mırlar.   

Tətbiq olunan pyezokeramikaların üstün keyfiyyətlərinə 

baxmayaraq,  onların bir sıra çatışmayan cəhətləri vardır.                              

İdeal pyezoelektrik keramika (1) ifadəsinə uyğun olaraq 

tətbiq olunan gərginliyin  təsiri nəticəsində Şəkil 4-3-də göstə-

rildiyi kimi xətti olaraq deformasiya edir.  

 

 

Şəkil 4-3. Tətbiq olunan gərginliyin təsiri nəticəsində ideal 

pyezokeramikanın deformasiyası 

 

    Pyezoelektrik  keramika  təcrübədə özünü Şəkil 4-3-də 

göstərilmiş xətti modelə uyğun aparmır. Pyezokeramika əsasın-

da skanedici ilə  işləyərkən bu materialın bir sıra xüsusiyyət-

lərinə diqqət etmək lazımdır.  

a)

 

Qeyri-xəttilik  

   Real pyezokeramika tətbiq olunan gərginlik nəticəsində 

qeyri-xətti deformasiya edir (Şəkil 4-4). Pyezokeramikanın 

uzanması  tətbiq olunan gərginliyin funksiyasıdır: 

    

=f(U)     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2) 

l

Δ

Qeyri xəttilik tətbiq olunan gərginliyin artması nəticəsində 

pyezomodulun 10-20%  artması hesabına yaranır.  

 

84

---