MEMS en sensoren
Welke uitspraak beschrijft juist de methode om zeer kleine massa's te detecteren door gebruik te maken van het feit dat de resonantiefrequentie verandert wanneer stof zich op het oppervlak van een kleine vrijdragende balk of een kwartskristal hecht?
- ANaarmate de aangehechte massa toeneemt, stijgt de resonantiefrequentie
- BNaarmate de aangehechte massa toeneemt, daalt de resonantiefrequentie, en uit de grootte van de verandering wordt de massa bepaald
- CDe resonantiefrequentie is niet afhankelijk van de massa
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. Naarmate de aangehechte massa toeneemt, daalt de resonantiefrequentie, en uit de grootte van de verandering wordt de massa bepaald
De resonantiefrequentie is evenredig met √(k/m), dus wanneer stof zich aan het oppervlak hecht en de massa m toeneemt, daalt de frequentie; voor kleine veranderingen geldt Δf/f ≈ −Δm/(2m). Hoe kleiner en lichter de resonator, hoe sterker de frequentie bij een geringe massaverandering verandert, en bij balken op nanometerschaal kan zelfs een massa in de buurt van één molecuul worden gedetecteerd. De kwartskristal-microbalans (QCM) wordt veel gebruikt als diktemonitor voor lagen in opdampapparatuur en ook toegepast in gas- en biomoleculesensoren.