Тепловые флуктуации и резонансные свойства сканирующих зондов на основе углеродных нанотрубок

Проектирование кантилеверов и микроэлектромеханических систем с использованием углеродных нанотрубок неразрывно связано с изучением их тепловых флуктуаций и резонансных свойств. В настоящей работе для одностенных углеродных нанотрубок производится расчет тепловых флуктуаций и спектральной плотности интенсивности колебаний в рамках континуальной модели упругих цилиндрических мембран, не обладающих макроскопической толщиной. Найдены налагаемые на геометрию такого зонда условия, выполнение которых обеспечивает как стабильность его работы, так и высокое латеральное разрешение, определяющееся только радиусом нанотрубки и не зависящее от величины ее тепловых колебаний. Определены самые интенсивные резонансные моды, дающие наибольший вклад в тепловые флуктуации углеродных нанотрубок, а также получено аналитическое выражение для их частот.