著者

藪野 浩司 黒田 雅治

出版者

日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」

雑誌

理論応用力学講演会 講演論文集

巻号頁・発行日

vol.58, pp.114-114, 2009

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原子間力顕微鏡(AFM)による液中生体資料観察に向けた、マイクロカンチレバープローブの自励発振とその振幅低減化に関する制御法の提案を理論的ならびに実験的に行った。液中におけるQ値の低減は強制加振によるカンチレバーの等価的固有振動数の推定を困難にする。しかしながら、正帰還フィードバックによる自励発振をカンチレバーに発生されることにより、その応答周波数から投下固有振動数を推定することが可能になる。このとき、試料との接触を防ぐためには応答振幅の低減化が必要であるが、本研究ではhopf分岐に対する分岐制御を行うことにより、低減化する手法を提案し、実験によって低減化効果を確認する

著者

林 圭一 芦田 極 藪野 浩司 黒田 雅治

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

日本機械学會論文集. C編 (ISSN:03875024)

巻号頁・発行日

vol.73, no.732, pp.2225-2231, 2007-08-25

被引用文献数

3

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Usage of self-excitation as an excitation method for cantilever-probe in atomic force microscopy (AFM) has been proposed in order to improve the low quality factor Q in liquid environments. For realization of non-contact mode AFM, it is necessary to reduce the amplitude of the self-excited cantilever-probe. In this study, the self-excited oscillation of the cantilever-probe is generated by the angular velocity feedback. In addition, the small steady state amplitude is achieved by nonlinear feedback proportional to the squared deflection angle and the angular velocity. Regarding the micro cantilever-probe as a micro cantilever beam, we show the equation of motion in which the geometrical nonlinear effect is taken into account. Averaged equation is derived by applying the method of multiple scales and the bifurcation diagram is theoretically described. Then, it is clarified that the amplitude of the cantilever-probe can be reduced by increasing the nonlinear feedback gain. By using our own making AFM, we demonstrate the nonlinear dynamics of a "van der Pol" type self-excited cantilever. Steady state amplitude of self-excited oscillation is reduced to 8 nm.