Top 18 # Cấu Tạo Kính Hiển Vi Điện Tử Quét / 2023 Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 11/2022 # Top Trend | 3mienmoloctrungvang.com

Làm Quen Với Kính Hiển Vi Điện Tử Quét / 2023

1. Scanning electron microscope (SEM)

Kính hiển vi điện tử quét (tiếng Anh: Scanning Electron Microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật rắn bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật. Có nghĩa là SEM cũng nằm trong nhóm các thiết bị phân tích vi cấu trúc vật rắn bằng chùm điện tử.

So với TEM, SEM đơn giản hơn rất nhiều, bạn có thể hình dung hoạt động của SEM cũng tương tự như việc dùng một chùm sáng chiếu trên bề mặt, và quan sát hình ảnh bề mặt bằng cách thu chùm sáng phản xạ. Ô, và như thế, SEM hoạt động không đòi hỏi mẫu phải mỏng như TEM. Việc phát các chùm điện tử trong SEM cũng giống như việc tạo ra chùm điện tử trong kính hiển vi điện tử truyền qua, tức là điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử (có thể là phát xạ nhiệt, hay phát xạ trường…), sau đó được tăng tốc. Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bước sóng quá nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn. Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện (hình 1). Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội tụ, mà kích thước của chùm điện tử này bị hạn chế bởi quang sai, chính vì thế mà SEM không thể đạt được độ phân giải tốt như TEM. Ngoài ra, độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu vật và điện tử. Khi điện tử tương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này. Các bức xạ chủ yếu gồm:

Điện tử thứ cấp (Secondary electrons): Đây là chế độ ghi ảnh thông dụng nhất của kính hiển vi điện tử quét, chùm điện tử thứ cấp có năng lượng thấp (thường nhỏ hơn 50 eV) được ghi nhận bằng ống nhân quang nhấp nháy. Vì chúng có năng lượng thấp nên chủ yếu là các điện tử phát ra từ bề mặt mẫu với độ sâu chỉ vài nanomet, do vậy chúng tạo ra ảnh hai chiều của bề mặt mẫu.

Điện tử tán xạ ngược (Backscattered electrons): Điện tử tán xạ ngược là chùm điện tử ban đầu khi tương tác với bề mặt mẫu bị bật ngược trở lại, do đó chúng thường có năng lượng cao. Sự tán xạ này phụ thuộc rất nhiều vào vào thành phần hóa học ở bề mặt mẫu, do đó ảnh điện tử tán xạ ngược rất hữu ích cho phân tích về độ tương phản thành phần hóa học. Ngoài ra, điện tử tán xạ ngược có thể dùng để ghi nhận ảnh nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược, giúp cho việc phân tích cấu trúc tinh thể (chế độ phân cực điện tử). Ngoài ra, điện tử tán xạ ngược phụ thuộc vào các liên kết điện tại bề mặt mẫu nên có thể đem lại thông tin về các đômen sắt điện.

Như vậy, SEM không đòi hỏi mẫu phải mỏng như TEM, tức là ta không cần phá hủy mẫu, nhưng có phải SEM có thể làm việc với mọi loại mẫu vật rắn? Không phải thế, SEM chỉ có thể chụp được ảnh các mẫu dẫn điện, chú ý là dẫn điện bởi vì với mẫu không dẫn điện, bạn sẽ vô hình chung tạo thành một vùng nhiễm điện khi các điện tử quét vào, chả có tí điện tử thứ cấp nào phát ra cho bạn ghi ảnh. Nhưng bạn vẫn thấy trên nhiều bài báo khoa học, họ vẫn có ảnh SEM của các mẫu không dẫn điện đấy thôi, điều này có gì mâu thuẫn không? Cũng không có gì mâu thuẫn cả, cách cải tiến đơn giản nhất là phủ lên trên bề mặt của mẫu một lớp màng mỏng kim loại rất mỏng (chừng vài nm) như một cách “nhân tạo” để tăng khả năng phát xạ điện tử. Bạn cứ tưởng tượng nó giống như việc ta mạ bóng cho gương. Ở hầu hết các phòng thí nghiệm SEM, khi bán SEM cho bạn, công ty thường bonus cho khách hàng thêm một hệ tạo màng mỏng như thế, gọi là sputter coater, tức là thiết bị phủ màng bằng phương pháp phún xạ cathode. Kim loại dùng phổ biến cho loại hình phủ này là vàng.

Xong, bạn thấy rằng sao mà SEM đơn giản thế, vèo cái cho ngay ảnh với độ phân giải cao (có thể đến một vài nm), mà không phải vất vả xử lý mẫu, giữ nguyên mẫu chứ không phá cho tan tành như TEM. Mà xem ra giá thành của SEM còn thấp hơn TEM rất nhiều? Những điều đó đều đúng cả, nhưng chưa đủ. Bạn phải nhớ một điều là SEM cho bạn hình ảnh vi cấu trúc bề mặt, chỉ là hình ảnh bề mặt mà thôi, chứ không phải cấu trúc thực của vật liệu. Mà ta lại nhớ là trong thế giới hiển vi, hình ảnh bề mặt không hoàn toàn giống như những gì ta muốn thấy ở bên trong. Mà độ phân giải của SEM xịn nhất cũng chỉ đạt cỡ vài nanomet (nói chung là cỡ dưới 10 nm), có nghĩa là nó mới chỉ lân la đến gần thế giới nano mà thôi (bạn hãy tự so sánh với TEM với độ phân giải tốt gấp hàng vài chục lần so với SEM để thấy). Thế thì bạn lại thở dài, oài, thế này thì nói làm quái gì, vứt đi cho xong. Không hẳn vậy, SEM rất hữu ích trong các quan sát bề mặt mà đòi hỏi không phá hủy mẫu, ví dụ như chụp ảnh các linh kiện điện tử (kích thước tầm vài chục nm trở nên), hay các mẫu vật sinh học? Điều dễ thở hơn là SEM rẻ hơn so với TEM, hoạt động dễ dàng hơn, không đòi hỏi nhiều trang thiết bị đắt tiền, chi phí nuôi máy móc tốn kém như TEM. Chỉ cần được đào tạo bài bản và thực hành tốt, bạn có thể làm một SEM operator tốt trong thời gian từ 2-3 tháng. Một ngày làm việc với SEM cũng không quá serious như TEM, không cần phòng tối, không quá cách ly, nhanh hơn, thoáng hơn. Tôi tin là với những yếu tố này, bạn đã có cái nhìn thiện cảm hơn về SEM. Với cá nhân tôi, SEM là thiết bị phù hợp với điều kiện kinh tế và cơ sở hạ tầng ở Việt Nam hiện nay.

Hình 3 là một ví dụ về ảnh SEM của mẫu màng mỏng ZnO chụp ở các độ phóng đại khác nhau từ 5000 lần đến 200000 lần (chú ý thanh độ dài trên mỗi bức ảnh để so sánh về độ phóng đại). Bạn có thể thấy ảnh SEM hiện lên khá “đẹp đẽ” ở độ phóng đại từ vài ngàn đến cỡ vài chục ngàn. Đến khoảng gần 100 ngàn trở nên, việc lấy nét (focus) ảnh SEM sẽ trở nên khá “mệt mỏi” để cho một bức ảnh tốt. Và bạn có để ý, SEM cho cảm quan về mặt không gian 3 chiều khá tốt?

Kính hiển vi điện tử quét lần đầu tiên được phát triển bởi Zworykin vào năm 1942 là một thiết bị gồm một súng phóng điện tử theo chiều từ dưới lên, ba thấu kính tĩnh điện và hệ thống các cuộn quét điện từ đặt giữa thấu kính thứ hai và thứ ba, và ghi nhận chùm điện tử thứ cấp bằng một ống nhân quang điện.

Năm 1948, C. W. Oatley ở Đại học Cambridge (Vương quốc Anh) phát triển kính hiển vi điện tử quét trên mô hình này và công bố trong luận án tiến sĩ của D. McMullan với chùm điện tử hẹp có độ phân giải đến 500 Angstrom. Trên thực tế, kính hiển vi điện tử quét thương phẩm đầu tiên được sản xuất vào năm 1965 bởi Cambridge Scientific Instruments Mark I.

2. Những cải biến của SEM

Ở SEM, bạn cũng có được một phép phân tích hóa học tương tự như TEM, đó là phép phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX). EDX ở SEM cũng có khả năng làm chức năng “mapping”, tức là vẽ ra phân bố các nguyên tố hóa học (thâm chí các thao tác làm còn đơn giản hơn cả TEM), nhưng một điều tất nhiên mà bạn luôn nhớ là “resolution” ở đây kém hơn TEM rất nhiều. SEM không có phép phân tích EELS vì SEM không ghi nhận điện tử tán xạ không đàn hồi. Nhưng những điều này không đáng nói bằng một số tính năng “mạnh” khác mà ta có thể làm từ SEM nếu đi kèm với những cải tiến.

2.1. Quang khắc chùm điện tử (Electron beam lithography)

Quang khắc chùm điện tử là phương pháp “chạm khắc” để tạo ra các chi tiết có hình dạng kích thước nhỏ, ví dụ như các linh kiện điện tử… Để làm được như thế, người ta sẽ dùng một chất cản quang (photoresist) phủ lên các màng mỏng, sau đó sử dụng SEM để quét chùm điện tử, “vẽ” lên bề mặt cản quang hình ảnh các bản mẫu này (gọi là các pattern), giống như việc tạo hình trong TV. Vùng bị quét chùm điện tử của cản quang sẽ bị thay đổi tính chất hóa học, có nghĩa là nó có thể bị rửa trôi (cản quang dương), hoặc trơ không bị rửa trôi (thì vùng không bị chiếu xạ sẽ bị rửa trôi). Cản quang còn lại (mang hình ảnh của chi tiết) sẽ đóng vai trò một “mặt nạ” để bảo vệ các chi tiết cần tạo trong quá trình ăn mòn. Trên thực tế, công nghiệp bán dẫn hiện tại chưa dùng đến kỹ thuật EBL, mà chỉ mới dùng đến quang khắc bằng ánh sáng (photolithography). Ánh sáng dùng chiếu vào cản quang để gây biến đổi, và hình ảnh chi tiết được tạo ra nhờ mặt nạ. Nhưng kỹ thuật photolithography chỉ cho phép tạo các chi tiết cực lớn (tới cỡ ngàn nanomet) do giới hạn nhiễu xạ của ánh sáng khả kiến. Việc dùng điện tử thay cho ánh sáng cho phép tạo ra độ phân giải cực lớn tới vài nanomet (phổ biến hiện nay các hệ EBL công nghiệp có độ phân giải khoảng 20-50 nm, một số hệ “cực xịn” có thể cho phân giải tới 3 nm), và cho phép nhảy vọt trong công nghệ vật liệu. EBL đắt tiền hơn photolithography rất nhiều, lâu hơn, nhưng nó lại có độ chính xác cực cao, không cần tạo mặt nạ.. Các hệ EBL công nghiệp chưa phổ biến rộng rãi, và hệ EBL chính là được tạo ra từ SEM.

2.2. Hệ chùm ion hội tụ (Focused ion beam)

FIB có tốc độ nhanh hơn so với EBL rất nhiều, có độ phân giải tương đương (phổ biến hiện nay có độ phân giải cỡ 5-10 nm), không cần phủ cản quang, đồng thời cho phép quan sát trực tiếp quá trình tạo hình. Ngoài ra FIB còn được dùng để hàn gắn các chi tiết mạch điện, đồng thời tạo mẫu mỏng cho phép đo TEM (hình 4) với tốc độ cao và đang là một “đối thủ” của EBL. Tất nhiên là giữa EBL và FIB đều có những ưu, nhược điểm riêng (bài khác sẽ so sánh). Điều đáng nói ở đây là FIB cũng được biến thể từ một SEM.

2.3. SEMPA

SEMPA là một chế độ tạo ảnh của SEM, là tên viết tắt của Scanning electron microscopy with polarisation analysis hay kính hiển vi điện tử quét với phân tích phân cực, là một công cụ khá hữu ích trong nghiên cứu từ học để chụp ảnh cấu trúc đômen. Ta nhớ rằng, khi một chùm điện tử quét trên bề mặt một vật liệu từ, thì các điện tử thứ cấp phát ra sẽ bị phân cực spin, và nếu detector ghi ảnh điện tử thứ cấp này có khả năng phân tích phân cực thì nó sẽ cho phép ta chụp được hình ảnh cấu trúc đômen từ bề mặt của vật liệu. Đây là nguyên lý của SEMPA (hình 5).

Một SEMPA thông thường có cấu trúc giống như một SEM, nhưng SEMPA đòi hỏi môi trường chân không rất cao (tối thiểu là 10-9 Torr) và một detector ghi điện tử phân cực spin. Chùm điện tử thứ cấp (được hội tụ và quét trên mẫu) có năng lượng trung bình từ 10 đến 50 keV, có thể hội tụ xuống kích thước 50 nm, và cường độ chùm có thể lớn hơn 1 nA.

Nếu như chùm điện tử thứ cấp có spin theo 2 phương (up, down) có mật độ là thì độ phân cực spin sẽ là:

và từ độ sẽ ghi nhận được là:

với là Bohr magneton, đơn vị của mômen từ

2.4. Environmental SEM

Điều cuối cùng bài viết này đề cập sẽ là một khả năng “hữu dụng” khác của SEM mà TEM không bao giờ có thể có nổi, đó là “SEM môi trường”. Nếu như bạn trở lại bài viết trước của tôi về TEM, bạn có thể thấy khả năng phân giải “phi thường” của TEM nhờ việc dùng một chùm điện tử có năng lượng cực lớn chiếu xuyên qua mẫu vật. Nhưng đây cũng lại chính là “điểm chết” của TEM, bởi khi dùng chùm điện tử năng lượng cao, hệ thống của TEM sẽ phải đặt trong môi trường siêu cao, tức là rất không thích hợp cho các mẫu sinh học. Hơn nữa với các tế bào sinh học, chùm điện tử năng lượng cao của TEM sẽ dễ dàng khiến cho các mẫu này bị phá hủy các tế bào sinh học. Có nghĩa là TEM không khả dĩ lắm cho các tế bào sinh học đòi hỏi sự bảo toàn (tất nhiên là có thể, nhưng không dễ dàng). Nhưng giờ đây đối với SEM việc này đã trở nên dễ dàng hơn nhiều. Để làm việc này, chùm điện tử được giảm năng lượng (khoảng dưới 2 kV), đồng thời, người ta sẽ bơm một chùm hơi nước nhằm tăng khả năng thích ứng của các cấu trúc tế bào, giảm khả năng phá hủy của chùm điện tử đối với cấu trúc sinh học. Đây là nguyên lý của một Environmental SEM (ESEM).

3. Kết luận

Rõ ràng về mặt tạo ảnh, SEM thua xa TEM về khả năng phân giải, nhưng ta cũng thấy rằng SEM có nhiều thế mạnh mà TEM không thể nào có nổi. Kể từ khi “cỗ máy” SEM thương phẩm đầu tiên xuất hiện vào năm 1964, SEM đã trở thành một công cụ mạnh để khảo sát các tính chất bề mặt của vật liệu trong các khoa học vật lý cũng như khoa học sự sống. SEM đã trở nên quá phổ biến trong ngành công nghiệp bán dẫn mà ở đó chúng được sử dụng để tạo ra (các thiết bị khắc chùm điện tử) và khảo sát vi cấu trúc các cấu kiện cực nhỏ, và nó đã trở thành một thiết bị then chốt trong các công việc mang tính chất “khẩn cấp” của công nghệ nano. Có thể nói rằng “Kính hiển vi điện tử quét đang tiến tới những thách thức của thế kỷ”. Với điều kiện cơ sở vật chất, kinh tế cũng như trình độ nhân lực hiện nay ở VN thì việc trang bị rộng rãi thiết bị này là hoàn toàn khả thi và trong tầm kiểm soát. Tôi cũng mong một ngày nào đó các bạn sinh viên ngành khoa học vật liệu ở Việt Nam có điều kiện thực tập nhiều hơn trên những thiết bị như thế này. 

Share this:

Twitter

Facebook

Like this:

Like

Loading…

Author:

ducthe

Simple: I am Duc-The View all posts by ducthe

Ứng Dụng Của Kính Hiển Vi Điện Tử Quét &Amp; Micro / 2023

Ứng dụng của kính hiển vi điện tử quét & micro-CT

Hệ thống SEM, FIB-SEM và micro-CT của TESCAN đã cung cấp những thông tin có giá trị cho nhiều lĩnh vực khoa học. Những thông tin từ các loại vật liệu đến tế bào sinh học, hoặc từ lĩnh vực điện tử – bán dẫn đến ngành địa chất, những dụng cụ của chúng tôi đã và đang giúp các nhà nghiên cứu mở khóa những tiềm ẩn về khoa học.

Ngày nay, khoa học ngày càng phát triển, con người luôn theo đuổi và mong muốn chinh phục những bí mật khoa học. Điều đó đã truyền cảm hứng cho TESCAN thực hiện phát triển nhiều công nghệ chỉnh sửa, chụp ảnh và phân tích để phục vụ tối đa nhu cầu của khách hàng. Ở mọi lĩnh vực nghiên cứu, nhiều nhà khoa học đã sử dụng những thiết bị của TESCAN để phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu của họ và chế tạo ra nhiều loại vật liệu với đa ứng dụng. Những thiết bị đó được TESCAN thiết kế và sản xuất để chụp ảnh cấu trúc của mẫu vật (thường ở kích cỡ nano mét) và thực hiện cung cấp những thông tin về mối quan hệ của cấu trúc, tính chất, thành phần vật liệu.

TESCAN đã tạo ra những thiết bị hiện đại nhất đó là SEM, FIB-SEM và micro-CT để phục vụ cho việc chụp ảnh mẫu vật với độ phân giải cao, độ tương phản cao. Thêm vào đó, những hệ thống này được thiết kế với tính linh hoạt cao, cho phép bạn điều chỉnh hệ thống bằng việc tích hợp thêm các đầu dò, các khả năng phân tích vi mô hoặc các phụ kiện khác để phục vụ cho những thí nghiệm phức tạp và phân tích toàn diện.

Các thiết bị của chúng tôi luôn được phát triển để phù hợp với sự phát triển của khoa học, TESCAN cung cấp các giải pháp về hình ảnh phù hợp với từng nhu cầu của khách hàng. Cho dù là một hệ thống có sẵn hoặc những thiết kế tùy theo yêu cầu, TESCAN luôn mong muốn được đồng hành cùng bạn để thiết kế ra một hệ thống thiết bị hiện đại đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dùng ở mọi lĩnh vực.

Cấu Tạo Đàn Piano Cơ Và Cấu Tạo Đàn Piano Điện Tử / 2023

Cấu tạo từng loại đàn piano

Như các bạn đã biết đàn piano được chia làm 2 loại và mỗi loại được cấu tạo phức tạp với hàng trăm chi tiết nhỏ được ghép lại. Cụ thể như sau:

Hộp đàn

Đàn piano cơ có 2 dạng chính là dạng nằm và dạng đứng, mỗi dạng sẽ có hình dáng khác nhau về độ lớn, kích thước để phù hợp vào từng không gian cũng như mục đích sử dụng.

Bộ máy đàn piano cơ

Bộ máy đàn là một bộ phận quan trọng nhất của đàn piano cơ, nó nằm ngay bên trong thùng đàn.

Mang nhiệm vụ tạo ra âm thanh khi có lực đánh vào phím đàn, từng bộ phận của bộ máy liên kết với phím đàn và tác động lên dây đàn. Bộ phận tác động trực tiếp lên dây đàn là búa đàn và tùy vào lực đánh mà âm thanh sẽ phát to, nhỏ, trầm, cao khác nhau.

– Búa đàn: Đây là bộ phận không thể thiếu của bộ máy đàn với đầu búa được làm bằng lông cừu nhiều lớp kết nối giữa phím đàn và dây đàn. Mang nhiệm vụ chính là truyền lực từ phím đàn và gõ vào dây đàn để tạo ra âm thanh.

– Dây đàn: Dây đàn được làm bằng thép với cường độ cao, dẻo dai, ít carbon và có đường kính khác nhau. Mỗi dây có thể chịu được lực kéo trung bình khoảng 70-80kg và tổng số dây là 220.

– Chốt pin: Các chốt này có nhiệm vụ giữ dây đàn không bị tuột, được quấn đầu mỗi sợi dây vào trục pin bằng loại thép đặc biệt và những trục này được đóng vào block để giữ cố định.

– Ngựa đàn: Bộ phận này là cầu nối giữa nguồn âm thanh từ dây đàn đến soundboard. Với 220 dây đàn tương ứng 440 chân ngựa đàn giúp kết nối chặt chẽ và truyền âm thanh tốt mang cộng hưởng cao.

Bảng cộng hưởng đàn piano cơ

Bảng cộng hưởng đàn piano cơ còn được gọi là Soundboard được làm từ gỗ vân sam mỏng và vô cùng cứng cáp, đặt ngay phía sau dây đàn có tác dụng tăng âm rung động cộng hưởng.

Pedal đàn piano cơ

Có 3 pedal thực hiện các chức năng khác nhau để thay đổi âm thanh tinh tế. Pedal bên phải là pedal âm vang, ở giữa là pedal giảm âm và pedal bên trái là pedal duy trì.

Hộp đàn piano điện

Hộp đàn piano điện là bộ phận định hình nên hình dáng bên ngoài của đàn, ngoài chức năng là giá đỡ ra thì nó còn quyết định đến tính thẩm mỹ của các nhà sản xuất.

Đàn piano điện đa dạng về kiểu dáng, màu sắc với cấu trúc gọn nhẹ và linh hoạt trong việc di chuyển ở bất cứ đâu.

Bộ máy đàn piano điện

Thay vì dựa vào sự rung dây đàn để tạo âm thanh như đàn piano cơ thì với đàn piano điện hoàn toàn khác nó được tạo ra từ các sóng âm thanh hay lấy mẫu từ các nhạc cụ khác.

Đàn piano điện sử dụng bộ dao động tạo ra sóng âm điện tử để thay đổi tần số âm thanh nhằm tạo ra nhiều âm thanh khác nhau và bắt chước được nhiều nhạc cụ khác.

Thu âm thanh từ những cây đàn cơ hay nhất vào hệ thống đàn piano điện và có thể nói bộ máy của đàn piano điện hoạt động theo những con chip điện tử và chúng phát âm thanh qua loa.

Bộ phận bàn phím đàn piano điện

Một một phím đàn piano điện chính là nút play để phát nốt nhạc tương ứng ra hệ thống loa đàn. Với tổng 88 phím được làm bằng nhựa cao cấp nhưng vẫn mô phỏng không khác gì phím đàn chất liệu gỗ mun và ngà voi.

Giao diện điều khiển đàn piano điện

Đàn piano điện được thiết kế thêm các nút chức năng được bố trí ngay trên các phím đàn và có jack xuất tín hiệu ra hệ thống loa hoặc headphone giúp người chơi thuận tiện hơn khi trong việc chơi đàn vào ban đêm.

Bên cạnh đó đàn piano điện còn kết hợp với các thiết bị điện tử khác thực hiện bè nhịp, đệm tự động cho giai điệu đang chơi và thu lại bản trình diễn đó.

Hy vọng, với tất cả những điều mà chúng tôi đề cập trên về cấu tạo đàn piano. Chắc hẳn các bạn đã hiểu rõ hơn về đàn piano và có lựa chọn đúng đắn khi lựa chọn phù hợp.

Đá Thạch Anh Trong Các Vi Mạch, Chip Điện Tử / 2023

Tìm hiểu về vi mạch thạch anh:

Với khả năng chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng và ngược lại chuyển đổi điện năng thành cơ học, các tinh thể thạch anh là lựa chọn mang tính bùng nổ của ngành công nghiệp điện tử. Năm 1980, Jacques Curei đã phát hiện ra khả năng thần thánh này của đá thạch anh, mở đầu cho một kỷ nguyên tự động hóa của phần lớn các thiết bị hiện nay. Tính chất đặc biệt của đá thạch anh là nếu tác động một lực cơ học hoặc chênh lệch điện áp thì chúng sẽ tạo ra một tần số dao động tương ứng với mức năng lượng được đưa vào. Ví dụ: Sự chuyển động của phương tiện di chuyển có thể được kiểm soát, ghi nhớ bởi những viên đá thạch anh.

Walter G. Cady đã thử nghiệm thạch anh cho một thiết bị đo sự dao động vào năm 1921. Năm 1927, Warren A. Marrison đã dùng tinh thể thạch anh để tạo ra dao động của đồng hồ.

Dao động của viên đá thạch anh được sử dụng như thế nào?

Khi sử dụng một điện áp đa chiều, viên đá thạch anh sẽ biến dạng tương ứng với tân số của điện áp đó. Sự cộng hưởng sẽ xảy ra với một tần số nhất định. Với một L và một C được mắc nối tiếp. Bộ này mắc song song với một C khác và một R cách điện. Dao động của tần số cộng hưởng của Thạch anh tương ứng với kích thước và sự tinh khiết của nó. Mỗi viên đá thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng song song và tần số cộng hưởng nối tiếp. Chúng không chênh lệch nhau nhiều và gần như không đổi, sự dao động của thạch anh ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện bên ngòai. Độ bền của thạch anh cực cao nên được xác định làm một linh kiện bất tử.

Tao ra dao động ổn định cho đồng hồ điện tử (đồng hồ công nghiệp, đồng hồ số, kim…), các dung cụ đo đạc điện tử (tạo dao động chuẩn), mạch đồng hóa màu sắc của LCD, VCR, các dụng cụ tin học (laptop, thiết bị ngoại vi), các nhạc cụ điện tử như Piano, organ, guitar điện…

Bộ lọc tín hiều Thạch anh

Là bộ phận chính trong các mạch khuyếch đại tần số trong các hệ thống liên lạc: điện thoại, Radio, anten,… Hiện nay, toàn bộ các máy tính dù hiện đại thế nào cũng phải dùng các bộ tạo dao động tinh thể để điều khiển các bus, xung động xử lý (Hệ thống mạch Arduino)

Các mạch điều khiển ổn định 12Mhz, 24Mhz….mỗi áp sẽ cho ra 1 dao động không giống nhau. Chip Thạch anh được dùng rộng rãi, ở khắp mọi nơi, giá khá rẻ sinh viên.