一種隧道結(jié)應(yīng)變花的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隧道結(jié)應(yīng)變花。
【背景技術(shù)】
[0002]自1982年國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室Gerd Binnig博士和Heinricn Rohrer博士利用量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)研制出世界上首臺(tái)掃描隧道顯微鏡(STM)，使人類第一次能夠?qū)崟r(shí)地觀察單個(gè)原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)，不僅為納米技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力地觀察和實(shí)驗(yàn)工具，而且直接促進(jìn)了納米科技的快速發(fā)展，作為納米技術(shù)納米技術(shù)發(fā)展歷史上里程碑式的發(fā)明，掃描隧道顯微鏡被國(guó)際科學(xué)界公認(rèn)為八十年代世界十大科技成就之一，其發(fā)明者在1986年被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
[0003]STM基本的工作原理是量子理論中的隧道效應(yīng)，通過(guò)探針針尖和樣品表面間的隧穿電流來(lái)探測(cè)探針和樣品之間的距離，分辨率達(dá)到0.0lnm，即可分辨出單個(gè)原子。
[0004]我們所設(shè)計(jì)的隧道結(jié)應(yīng)變花基本的工作原理是量子理論中的隧道效應(yīng)，通過(guò)兩金屬電極間的隧穿電流的大小來(lái)反應(yīng)外界的變形、震動(dòng)及沖擊等信號(hào)。
[0005]因?yàn)樗泶╇娏鲗?duì)距離非常敏感，距離改變1埃米，隧道電流變化是10倍的關(guān)系，有鑒于此，我們將隧道電流引入到應(yīng)變花的制作中是可取也是非常有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是構(gòu)建隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的條件，將此隧道結(jié)應(yīng)變花粘貼在板的表面，當(dāng)有聲波傳過(guò)來(lái)時(shí)，部分的聲音會(huì)通過(guò)板傳播，從而使隧道結(jié)應(yīng)變花會(huì)發(fā)生形變，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)變花內(nèi)的兩金屬電極之間的距離發(fā)生改變，那么電極之間的隧道電流也會(huì)隨之改變，從而可以測(cè)量出聲波的傳波頻率，若想測(cè)量出傳播的方向，則可以在不同方向上多放置幾個(gè)隧道結(jié)應(yīng)變花即可。
[0007]上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，包括一個(gè)基底、至少一對(duì)金屬電極，金屬電極成對(duì)封裝在基底內(nèi)部，每對(duì)金屬電極的兩金屬電極頂端相對(duì)，兩金屬電極頂端之間的距離為0.0lnm-lOOnm，兩金屬電極頂端及之間為真空狀態(tài)，兩金屬電極尾端設(shè)有信號(hào)輸出導(dǎo)線通向基底外。
[0008]所述基底為絕緣的可彎曲薄板狀有機(jī)材料。
[0009]所述基底的下表面設(shè)有便于粘黏的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0010]所述金屬電極的材料為鉑金、鎢、銥，或?yàn)殂K金、鎢、銥的合金材料。
[0011 ] 所述金屬電極頂端為針尖形狀。
[0012]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造容易，使用靈巧方便，與以往應(yīng)變花相比較，結(jié)構(gòu)小，精度高?？蓪⒍鄬?duì)金屬電極集成在一起，使測(cè)量數(shù)據(jù)更精確。該隧道結(jié)應(yīng)變花的基本工作原理是量子理論中的隧道效應(yīng)，通過(guò)兩金屬電極間的隧穿電流的大小來(lái)反應(yīng)外界的變形、震動(dòng)及沖擊等信號(hào)。成對(duì)金屬電極兩尾部都要信號(hào)輸出導(dǎo)線通向基底外，使之將信號(hào)傳輸出來(lái)。因?yàn)樗泶╇娏鲗?duì)距離非常敏感，距離改變1埃米，隧道電流變化是10倍的關(guān)系，將隧道電流引入到應(yīng)變花的制作中，用來(lái)感知微變形，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)形變監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型粘黏在板的表面，當(dāng)有聲音傳播過(guò)來(lái)時(shí)，聲波會(huì)使板發(fā)生形變，那么金屬電極之間的距離發(fā)生改變，隧道電流隨之改變，采集隧道電流，便可表示出聲波的大小，確定平面應(yīng)力場(chǎng)中主應(yīng)變的大小和方向。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1基底、2金屬電極、3導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0016]如圖1所示，一種隧道結(jié)應(yīng)變花，整體結(jié)構(gòu)作為隧道結(jié)應(yīng)變花來(lái)使用。包括基底1、至少一對(duì)金屬電極2，金屬電極2成對(duì)封裝在基底內(nèi)部，每對(duì)金屬電極2的兩金屬電極頂端相對(duì)，兩金屬電極頂端之間的距離為0.0lnm-lOOnm，兩金屬電極頂端及之間為真空狀態(tài)，兩金屬電極尾端設(shè)有信號(hào)輸出導(dǎo)線3通向基底1外?；?為絕緣的可彎曲薄板狀有機(jī)材料，下表面設(shè)有便于粘黏的凹凸結(jié)構(gòu)。金屬電極的材料為鉑金、鎢、銥，或?yàn)殂K金、鎢、銥的合金材料，金屬電極頂端為針尖形狀。該隧道結(jié)應(yīng)變花的基本工作原理是量子理論中的隧道效應(yīng)，通過(guò)兩金屬電極間的隧穿電流的大小來(lái)反應(yīng)外界的變形、震動(dòng)及沖擊等信號(hào)。成對(duì)金屬電極兩尾部都要信號(hào)輸出導(dǎo)線通向基底外，使之將信號(hào)傳輸出來(lái)。因?yàn)樗泶╇娏鲗?duì)距離非常敏感，距離改變1埃米，隧道電流變化是10倍的關(guān)系，將隧道電流引入到應(yīng)變花的制作中，用來(lái)感知微變形，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)形變監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型粘黏在板的表面，當(dāng)有聲音傳播過(guò)來(lái)時(shí)，聲波會(huì)使板發(fā)生形變，那么金屬電極2之間的距離發(fā)生改變，隧道電流隨之改變，采集隧道電流，便可表示出聲波的大小，確定平面應(yīng)力場(chǎng)中主應(yīng)變的大小和方向。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，包括一個(gè)基底(1)、至少一對(duì)金屬電極(2)，金屬電極(2 )成對(duì)封裝在基底內(nèi)部，每對(duì)金屬電極(2 )的兩金屬電極頂端相對(duì)，兩金屬電極頂端之間的距離為0.0lnm-lOOnm，兩金屬電極頂端及之間為真空狀態(tài)，兩金屬電極尾端設(shè)有信號(hào)輸出導(dǎo)線(3)通向基底(1)外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，所述基底(1)為絕緣的可彎曲薄板狀有機(jī)材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，所述基底(1)的下表面設(shè)有便于粘黏的凹凸結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，所述金屬電極的材料為鉑金、鎢、銥，或?yàn)殂K金、鎢、銥的合金材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道結(jié)應(yīng)變花，其特征在于，所述金屬電極頂端為針尖形狀。
【專利摘要】一種隧道結(jié)應(yīng)變花，包括基底和至少一對(duì)金屬電極，金屬電極成對(duì)封裝在基底內(nèi)部，每對(duì)金屬電極的兩金屬電極頂端相對(duì)，兩金屬電極頂端之間的距離為0.01nm-100nm，兩金屬電極頂端及之間為真空狀態(tài)，兩金屬電極尾端設(shè)有信號(hào)輸出導(dǎo)線通向基底外。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造容易，使用靈巧方便，與以往應(yīng)變花相比較，結(jié)構(gòu)小，精度高。本實(shí)用新型粘黏在板的表面，當(dāng)有聲音傳播過(guò)來(lái)時(shí)，聲波會(huì)使板發(fā)生形變，那么金屬電極之間的距離發(fā)生改變，隧道電流隨之改變，采集隧道電流，便可表示出聲波的大小，確定平面應(yīng)力場(chǎng)中主應(yīng)變的大小和方向。
【IPC分類】G01B7/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205066676
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520640154
【發(fā)明人】邊義祥, 錢國(guó)明
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日