Introduzione

Metodo e un dispositivo che utilizza una lamina (in particolare una membrana, una microleva o cantilever) per guidare una sonda al fine di misurare una interazione con il campione da misurare. Tale interazione è utilizzabile in sistemi di microscopia a scansione di sonda, microbilance, rilevatori di caratteristiche ambientali come concentrazione di sostanze chimiche e pressione. Permette inoltre di effettuare scansioni di superfici in modalità dinamiche, per studiarne topografia e proprietà fisiche con risoluzione sub-microscopica. Tale sistema di rilevazione è utilizzabile inoltre sia in modalità wireless che in liquido o in condizioni criogeniche. Si basa sulla generazione e contestuale rilevazione di onde acustiche di superficie (SAW) generate e rilevate da uno o più trasduttori interdigitati (IDT) presenti sulla superficie della lamina, avente uno strato piezoelettrico. Rispetto agli altri dispositivi esistenti impiega una robusta tecnologia senza parti mobili che sfrutta la variazione di velocità del suono nel materiale causata da una deformazione, tecnologia che permette il suo utilizzo in condizioni di lavoro diverse con grande affidabilità.

Caratteristiche Tecniche

Il dispositivo sfrutta la variazione di velocità del suono prodotta in un dato materiale per effetto di una deformazione. Comprende almeno una coppia di trasduttori interdigitati (IDT), che trasmettono/ricevono onde acustiche di superficie su una lamina piezoelettrica disposta sulla microleva in modo da flettere assieme ad esso. Individuando la frequenza di risonanza f_r dell’IDT ricevente, che è correlata alla velocità del suono u secondo la relazione f_r=u/2d, d essendo il passo tra gli elementi dell’IDT. Per fare questo, una opportuna frequenza eccitante, preferibilmente sinusoidale, viene imposta all’IDT trasmittente, creando un’onda acustica di superficie che, grazie alle proprietà piezoelettriche della lamina, genera una differenza di potenziale ai capi dell’IDT ricevente, e che è massima quando la frequenza eccitante è uguale alla frequenza di risonanza del dispositivo.

Possibili Applicazioni

• Microscopia a scansione di sonda (sensore di posizione);
• Microbilance (sensore di massa);
• Rilevatori di caratteristiche ambientali (sensore di sostanze chimiche o di pressione);
• Sensore di posizione e di massa wireless, in liquido e in condizioni criogeniche.

Vantaggi

• Alta sensibilità di rilevazione;
• Possibilità di eccitare selettivamente modi propri della membrana o microleva;
• Possibilità di lavorare in modalità wireless, in liquidi, e in ambiente criogenico;
• Possibilità di lavorare in matrice con diversi sistemi a diverse frequenze di impiego.