Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (1), 122–129
Determining Young’s and shear moduli of a rod-shaped object in an AFM bending test
Alexander V. Ankudinov – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia; alexander.ankudinov@mail.ioffe.ru
Mikhail S. Dunaevskiy – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia; mike.dunaeffsky@mail.ioffe.ru
Andrei A. Krasilin – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia; ikrasilin@mail.ioffe.ru
Maksim M. Khalisov – Ioffe Institute, St. Petersburg; Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Russia; khalisovmm@infran.ru
Ekaterina K. Khrapova – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia; arganella@yandex.ru
Corresponding author: A. V. Ankudinov, alexander.ankudinov@mail.ioffe.ru
PACS 07.79.Lh, 62.20.F, 81.70.Bt
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-1-122-129
ABSTRACT The technique of AFM bending test of a suspended nanoobject has been improved. An analytical method has been created for calculating Young’s and shear moduli of object’s material based on data of such tests. In Timoshenko approximation, we consider problems of bending a beam one or both ends of which lie on elastic Winkler foundations. The obtained solutions are used to eliminate uncertainties in the calculation of elastic moduli that arise when the conditions of fixing an object (console or bridge) on the edges of a recess in the substrate are unknown.
KEYWORDS atomic force microscopy, bending, nanoscroll, elastic moduli, elastic Winkler foundation.
ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by the Russian Science Foundation, project no. 19-13-00151.
FOR CITATION Ankudinov A.V., Dunaevskiy M.S., Krasilin A.A., Khalisov M.M., Khrapova E.K. Determining Young’s and shear moduli of a rod-shaped object in an AFM bending test. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (1), 122–129.
[In Russian] Александр Витальевич Анкудинов, Михаил Сергеевич Дунаевский, Андрей Алексеевич Красилин, Максим Миндгалеевич Халисов, Екатерина Константиновна Храпова
Определение модулей Юнга и сдвига стержнеобразного объекта в АСМ-испытании на изгиб
АННОТАЦИЯ Усовершенствована методика АСМ–испытаний подвешенного нанообъекта на изгиб. Создан аналитический способ расчета модулей Юнга и сдвига материала объекта по данным таких испытаний. В приближении Тимошенко рассмотрены задачи об изгибе балки, один или оба конца которой лежат на упругих основаниях Винклера. Полученные решения использованы для устранения неопределенностей в расчете упругих модулей, возникающих, когда неизвестны условия закрепления объекта (консоли или мостика) на краях углубления в подложке.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА атомно-силовая микроскопия, изгиб, упругие модули, упругое основание Винклера.
