منو
 کاربر Online
311 کاربر online

اندازه گیری در دنیای نانومتر

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > اپتیک > فیزیک لیزر
علوم طبیعت > فیزیک > اپتیک > اپتیک موجی
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک نوین > مکانیک کوانتومی
(cached)





مقدمه

برای اندازه گیری دقیق فاصله بین ذرات زیر اتمی آینه‌هایی بسیار صاف ساخته خواهد شد. در حال حاضر برای پیگیری حرکات در پهنایی کوچکتر از پهنای یک اتم ، از نور و مجموعه‌ای از آینه‌ها استفاده می‌شود. دقت این روش جدید اندازه گیری ، ممکن است به ساخت ریز تراشه‌های سریعتر و حتی ریز ماشینها (که کوچکتر از آن هستند) منجر شود. بیش از یک قرن ، دانشمندان برای اندازه گیری حرکتهای بسیار کوچک از روش نوری تداخل سنجی استفاده کرده‌اند. ولی روش جدید نسبت به روش قدیمی تا پانصد برابر دقت دارد.



img/daneshnameh_up/c/c6/B1000.gif

تداخل سنجی

ساده‌ترین نوع تداخل سنج یک پرتو نوری را دو قسمت کرده ، یک پرتو از طریق یک آینه ثابت به بیرون می‌تابد وپرتو دیگر از طریق آینه متحرک انعکاس می‌یابد. دو پرتو مجددا ترکیب می‌شوند و به صورت یک شعاع خروجی در می‌آید، که قدرت آن به موقعیت شیء بستگی دارد. این پرتوها متغیر هستند، زیرا دو پرتو در زمان یکسان ، فاصله‌های متفاوتی را طی می‌کنند، که این به فاصله دور شدن آینه متحرک بستگی دارد. بنابراین هنگامی که امواج نوری مجددا ترکیب می‌شوند، می‌توانند به صورت "پیک به پیک" به روی هم قرار گیرند و باهم ترکیب می‌شوند، حداکثر خروجی را می‌دهند. ولی هنگامی که به صورت "پیک به انتها" ترکیب می‌شوند، خروجی این دو موج به صفر می‌رسد و دیگر خروجی ندارند.

روش نوین تداخل سنجی

در روشهای قبلی ، اگر آینه متحرک لااقل نصف طول موج نور را طی می‌کرد، پرتو خروجی به سمت صفر پیش می‌رفت و سپس به طرف حداکثر بر می‌گشت. "اوچیناکف" و "فا" بوسیله تاباندن زاویه دار پرتو لیزر ، داخل یک شکاف باریک بین دو آینه موازی که یکی ثابت و دیگری متحرک بود، محدودیت "نصف طول موج" را برطرف کردند. در این روش شعاع نور به مدهای متعددی تقسیم می‌شود: درست همانند برخورد و برگشت نور به دیواره‌های داخلی فیبر (الیاف) نوری ، این امواج در تعداد دفعات متفاوتی با انعکاس به طرف پایین و بالا از این فاصله بزرگ عبور می‌کنند.

مدها مجددا ترکیب می‌شوند تا شعاع خروجی را تولید کنند، که شدت آن بستگی به فاصله دقیق بین آینه‌ها دارد. وقتی آینه‌ها به طرف یکدیگر می‌آیند، مدها خیلی بیشتر با آنها برخورد می‌کنند. در نتیجه برای فاصله‌های باز هم کمتری از آیِنه متحرک ، خروجی به سمت صفر میل پیدا کرده و سپس به حداکثر خود می‌رسد. با این روش ، این محققان قادر به تشخیص حرکتهای به کوچکی 9/1 طول موج که تقریبا 70 نانومتر است، بودند.

نظریات دانشمندان

"اوچیناکف" می‌گوید: "اگر بتوان به اندازه کافی آینه‌ها را تخت ساخت، می‌توان حرکتهایی به کوچکی 1000/1 طول موج (و شاید کوچکتر از عرض یک اتم) را تشخیص داد. تداخل سنجها به عنوان خط کشهای خیلی دقیق عمل می‌کنند و استفاده کننده شیء مورد نظر خود را شمارش پیکهای خروجی تقویت شده در طول یک زمان مشخص ردیابی می‌کند.

"الیورپفستر" فیزیکدان دانشگاه ویرجینا می‌گوید: روش جدید ، یک مقیاس خیلی ظریف را به این خط کش افزوده است. من فکر می‌کنم این روش ، اقیانوسی از احتمالات فناوری را می‌گشاید، مثل امکان تولید ریز ماشینها یا تراشه‌هایی از ذرات ریز.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 19511


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..