Open Access

Katja Meinel

• Das Thema dieser Arbeit umfasst die Entwicklung, den Aufbau und die Optimierung verschiedener Auswerteelektroniken zur Verstärkung des Ausgangssignals von piezoelektrischen Freiträgern (PE-Cantilevern) für die Anwendung in Rasterkraftmikroskopen (AFM). PE-Cantilever, die als Abraster-Element von Oberflächen in AFMs fungieren, bieten in der Rasterkraftmikroskopie entscheidende Vorteile in Bezug auf Integrierbarkeit, Scan-Geschwindigkeit und Reduzierung der Elektronikkomplexität. Für den Funktionsnachweis dieser Art des Rastervorgangs mit piezoelektrischen Cantilevern werden vier verschiedene Verstärkerschaltungen entwickelt und charakterisiert. Diese werden anschließend mit kommerziellen Verstärken anhand ausgewählter Messparameter verglichen und evaluiert. Zusätzlich wird ein Funktionsdemonstrator für den Einsatz der PE-Cantilever aufgebaut, um mit Hilfe der Verstärkerschaltungen deren Funktion nachzuweisen.
• This Bachelor-Thesis includes the development, the design and the optimization of different circuits for amplifying the output signal of piezoelectric cantilevers (PE-Cantilevers) used in atomic force microscopes (AFM). PE-Cantilevers, acting as surface scanning elements in AFMs, offer significant advantages in integrability, speed of scanning and reduction of electronic complexity. To demonstrate the function of this piezoelectric-cantilever-based scanning process four several amplifier circuits were designed and characterized. In conclusion the circuits are compared and evaluated with commercial amplifiers based on well-chosen measurement parameters. Additionally a function demonstrator is arranged to prove the PE-Cantilevers function by by means of the amplifier circuits.