本發(fā)明專利技術(shù)提供一種共振切變測(cè)定方法，其在試樣的剪切響應(yīng)的測(cè)定中，對(duì)試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)的衰減曲線進(jìn)行傅立葉變換，來取得共振切變曲線，從而可進(jìn)行其簡(jiǎn)便的短時(shí)間測(cè)定。在共振切變測(cè)定方法中，將輸入信號(hào)Ｕｉｎ輸入到共振切變測(cè)定單元的水平驅(qū)動(dòng)部，使用位移計(jì)對(duì)該共振切變測(cè)定單元中的固體表面中夾入的試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來作為輸出信號(hào)Ｕｏｕｔ，與所述輸入信號(hào)Ｕｉｎ一起，將所述輸出信號(hào)Ｕｏｕｔ輸入到共振切變計(jì)量裝置，將所述共振切變測(cè)定單元的固體表面中夾入的試樣的剪切響應(yīng)與膜厚的變化一起進(jìn)行計(jì)量，其中，使用傅立葉變換部（５Ｂ）對(duì)所述試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)的衰減曲線進(jìn)行傅立葉變換，來取得共振切變曲線。另外，提供一種雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置，其使用可對(duì)不透明基板間的距離進(jìn)行測(cè)定的雙路法可進(jìn)行精密的切變應(yīng)力測(cè)定。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及不論是透明或不透明中的哪一個(gè)都可對(duì)2個(gè)固體表面間或其間的薄膜進(jìn)行期望的測(cè)定的切變測(cè)定方法及其裝置，更具體而言，特別涉及(1)進(jìn)行厚度容易地變化的膜和揮發(fā)性高的液體膜等的測(cè)定的迅速、簡(jiǎn)便、通用且精密的共振切變測(cè)定方法及其裝置、(2)通過基于雙路型干涉法的表面間距離計(jì)量，以納米等級(jí)改變二個(gè)固體表面的間隔并對(duì)其間夾入的液體薄膜·液晶薄膜·高分子吸附層等之間的切變應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定方法及其裝置。
技術(shù)介紹
(1)首先第 1將固體表面中夾入的試樣(液體 液晶等)的剪切響應(yīng)與納米等級(jí)的膜厚的變化一起得知的技術(shù)，在固體表面間的摩擦·潤滑以及液體·液晶分子的定向·結(jié)構(gòu)化的理解以及控制中是重要的。在對(duì)試樣的剪切響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定的共振切變測(cè)定中，使單側(cè)表面沿著水平方向振動(dòng)來對(duì)試樣賦予剪切，并在共振頻率附近對(duì)該響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)視。將該剪切響應(yīng)作為頻率的函數(shù)而繪制出的結(jié)果為共振曲線。共振頻率以及共振峰值的高度對(duì)固體表面間的試樣的物性敏感并對(duì)來自測(cè)定裝置外部的振動(dòng)噪聲也較強(qiáng)。以往，為了精密地得知固體表面中夾入的試樣的剪切響應(yīng)，進(jìn)行如下的動(dòng)作在共振頻率附近一邊改變頻率一邊對(duì)試樣的剪切響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定，由此取得對(duì)頻率進(jìn)行繪制出的共振切變曲線。例如在下述非專利文獻(xiàn)1中公開有這樣的技術(shù)。另外，已提出作為基于本申請(qǐng)專利技術(shù)者的提案的精密切變應(yīng)力測(cè)定裝置(下述專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 專利第3032152號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 液晶第6卷第1號(hào)p34-412002(2)第2，本申請(qǐng)專利技術(shù)者已經(jīng)提出可高精度地對(duì)納米等級(jí)的微小空間中的流變學(xué) (rheology)游動(dòng)進(jìn)行測(cè)定的精密切變應(yīng)力測(cè)定裝置(參照下述專利文獻(xiàn)2)。另外，已提出即使是光無法透過的試樣也可以以高精度對(duì)試樣間的表面力進(jìn)行測(cè)定的表面力測(cè)定裝置及其方法(參照下述專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)2 專利第3032152號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 特開2001-108603號(hào)公報(bào)但是，在上述(1)的以往技術(shù)中，由于一邊改變振動(dòng)頻率一邊在共振頻率附近對(duì)試樣的剪切響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定，所以需要長時(shí)間將試樣的膜厚保持為恒定，存在難以進(jìn)行厚度容易地變化的膜和揮發(fā)性高的液體薄膜的測(cè)定的問題。另外，作為上述⑵的以往的技術(shù)，為了一邊以0. 1納米的分辨率對(duì)表面間距離進(jìn)行測(cè)定一邊對(duì)表面中夾入的試樣的粘彈性以及摩擦·潤滑特性進(jìn)行測(cè)定，采用將基于使用等色序干涉條紋(FECO)的光干涉法的表面間距離測(cè)定和切變共振測(cè)定裝置進(jìn)行組合的方法。該方法由于使用透過表面的光，所以基板以及基板表面中夾入的試樣限于光透過性的試樣。特別，基板在實(shí)用上大致限于云母，即使在試驗(yàn)中也僅將藍(lán)寶石或玻璃的薄片(厚度為2μπι左右)使用為基板。另外，雙路型表面力測(cè)定裝置(上述專利文獻(xiàn)幻是測(cè)定對(duì)上下表面作用的力的裝置，無法進(jìn)行切變測(cè)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種不論試樣是透明或者不透明中的哪一個(gè)都可進(jìn)行期望的測(cè)定的切變測(cè)定方法及其裝置。在更具體地?cái)⑹鰰r(shí)，鑒于上述狀況，本專利技術(shù)的第1目的在于提供一種共振切變測(cè)定方法，其中，在試樣的剪切響應(yīng)的測(cè)定中，對(duì)試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)的衰減曲線進(jìn)行傅立葉變換，取得共振切變曲線，從而可進(jìn)行其簡(jiǎn)便的短時(shí)間測(cè)定。另外，鑒于上述狀況，本專利技術(shù)的第2目的在于提供一種雙路型切變應(yīng)力測(cè)定方法及其裝置，其中，使用在基板或試樣為不透明的情況下可對(duì)基板間的距離進(jìn)行測(cè)定的雙路法，可進(jìn)行精密的切變應(yīng)力測(cè)定。本申請(qǐng)專利技術(shù)為了達(dá)成上述目的，(1)在共振切變測(cè)定方法中，將輸入信號(hào)Uin輸入到共振切變測(cè)定單元的水平驅(qū)動(dòng)部，針對(duì)該共振切變測(cè)定單元中的固體表面中所夾入的試樣，使用位移計(jì)對(duì)其單側(cè)表面的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來作為輸出信號(hào)Uout，并與所述輸入信號(hào)Uin —起，將所述輸出信號(hào)Uout輸入到共振切變計(jì)量裝置，將所述共振切變測(cè)定單元的固體表面中所夾入的試樣的剪切響應(yīng)與膜厚的變化一起進(jìn)行計(jì)量，其特征在于，對(duì)所述試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)的衰減曲線進(jìn)行傅立葉變換，來取得共振切變曲線。(2)在共振切變測(cè)定方法中，將輸入信號(hào)Uin輸入到共振切變測(cè)定單元的水平驅(qū)動(dòng)部，在固體表面間不夾入試樣而將固體表面本身作為試樣，使用位移計(jì)對(duì)該共振切變測(cè)定單元中的試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來作為輸出信號(hào)Uout，并與所述輸入信號(hào)Uin — 起，將所述輸出信號(hào)Uout輸入到共振切變計(jì)量裝置，將所述共振切變測(cè)定單元的所述試樣的剪切響應(yīng)與膜厚的變化一起進(jìn)行計(jì)量，其特征在于，對(duì)所述試樣的單側(cè)表面的振動(dòng)的衰減曲線進(jìn)行傅立葉變換，來取得共振切變曲線。(3)在上述(1)記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，所述試樣為薄膜。(4)在上述(1)記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，所述試樣為液體。(5)在上述(1)記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，所述試樣為液晶。(6)在上述(1)記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，所述試樣為納米尺寸的厚度。(7)在上述(1)或(2)記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，通過吸附或化學(xué)修飾法對(duì)所述試樣的表面進(jìn)行修飾。(8)在上述⑴或⑵記載的共振切變測(cè)定方法中，其特征在于，所述共振切變曲線為所述試樣的剪切響應(yīng)的頻率特性。(9) 一種共振切變測(cè)定裝置，其特征在于，該共振切變測(cè)定裝置具有波形發(fā)生器；電源，與該波形發(fā)生器連接；共振切變測(cè)定單元，與該電源連接且被輸入輸入信號(hào)Uin; 位移計(jì)，與該共振切變測(cè)定單元連接；共振切變測(cè)定裝置，與該位移計(jì)以及所述電源連接且被輸入輸出信號(hào)Uout以及輸入信號(hào)Uin，該共振切變測(cè)定裝置具有計(jì)時(shí)部、與該計(jì)時(shí)部和所述位移計(jì)連接的傅立葉變換部、與該傅立葉變換部連接的振幅譜生成部、振幅(u。ut/uin)的標(biāo)準(zhǔn)部、以及共振切變曲線制成部；以及計(jì)算機(jī)，與所述波形發(fā)生器和共振切變測(cè)定裝置連接。(10) 一種雙路型切變應(yīng)力測(cè)定方法，其特征在于，在該雙路型切變應(yīng)力測(cè)定方法中將激光光照射到安裝在試樣的下部表面保持體的底面的反射鏡，組合根據(jù)來自所述反射鏡的反射光的相位變化來對(duì)所述試樣的表面間距離位移進(jìn)行測(cè)定的雙路表面間距離測(cè)定方法和根據(jù)共振曲線來對(duì)所述試樣的粘彈性以及摩擦·潤滑特性進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定法，對(duì)試樣的切變應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定。(11) 一種雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置，其特征在于，該雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置具有精密切變裝置，使試樣的上部表面保持體沿著水平方向位移；位移計(jì)，對(duì)所述試樣的上部表面保持體的向水平方向的位移進(jìn)行檢測(cè)；由板簧構(gòu)成的所述試樣的下部表面固定單元，在前端保持所述試樣的下部表面保持體且具有在所述下部表面保持體的底面配置的反射鏡；驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)該下部表面固定單元來對(duì)所述試樣的下部表面保持體沿著上下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；和雙路表面間距離測(cè)定單元，向所述反射鏡照射激光光，根據(jù)來自所述反射鏡的反射光的相位變化對(duì)所述試樣的上部表面和所述試樣的下部表面間的距離進(jìn)行測(cè)定，其中， 對(duì)所述試樣的上部表面和所述試樣的下部表面間的每個(gè)距離的所述試樣的粘彈性以及摩擦·潤滑特性進(jìn)行測(cè)定。(12)在上述(11)記載的雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置中，其特征在于，根據(jù)所述試樣的共振曲線來對(duì)所述試樣的粘彈性以及摩擦·潤滑特性進(jìn)行測(cè)定。(13)在上述(11)或(1 記載的雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置中，其特征在于，所述試樣為透明試樣或不透明試樣。(14)在上述(11)或(1 記載的雙路型切變應(yīng)力測(cè)定裝置中，其特征在于，所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種雙路型切變應(yīng)力測(cè)定方法，其特征在于，在該雙路型切變應(yīng)力測(cè)定方法中，組合將激光光照射到安裝在試樣的下部表面保持體的底面的反射鏡，根據(jù)來自所述反射鏡的反射光的相位變化來對(duì)所述試樣的表面間距離位移進(jìn)行測(cè)定的雙路表面間距離測(cè)定方法和根據(jù)共振曲線來對(duì)所述試樣的粘彈性以及摩擦·潤滑特性進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定法，對(duì)試樣的切變應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：栗原和枝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)，
類型：發(fā)明
國別省市：JP
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