Influence of Roughness on the Admittance of the Quartz Crystal Microbalance Immersed in Liquids

Daikhin, Leonid; Gileadi, E.; Katz, Galina; Tsionsky, Vladimir; Urbakh, Michael; Zagidulin, Dmitrij

doi:10.1021/ac0107610

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“…These non-mass-related changes in the measured frequency are related to changes in the morphology of the selective surface film (viscoelastic effects), decreasing sensitivity of the QCM (high-mass loading), trapping of liquid in surface cavities (surface roughness) [5,41], asymmetrical cell arrangement (surface stress), and the coupling between the oscillator surface and the adjacent solution (interfacial slippage). Some of these "non-mass" related frequency shifts are taken into consideration in advanced models [31,38].…”

Section: Quartz Oscillator Contacting a Viscous Solution With One Facmentioning

confidence: 99%

Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Buck¹,

Lindner²,

Kutner

et al. 2004

Pure and Applied Chemistry

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Section: Quartz Oscillator Contacting a Viscous Solution With One Facmentioning

confidence: 99%

Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Buck¹,

Lindner²,

Kutner

et al. 2004

Pure and Applied Chemistry

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“…vibrating amplitude distribution on the quartz surface [Mecea89], roughness [Daikhin96,Daikhin97,Daikhin02,Etchenique00] or slip of the layer deposited on the electrode [Ferrante94].…”

Section: As It Will Be Shown the Model Obtained By Martin Et Al Is mentioning

confidence: 99%

Instrumental techniques for improving the measurements based on Quartz Crystal Microbalances (Técnicas instrumentales para mejorar las mediciones con microbalanzas de cuarzo)

Torres¹,

Alberto²

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(printed version) Ref. editorial: 5609 Queda prohibida la reproducción, distribución, comercialización, transformación, y en general, cualquier otra forma de explotación, por cualquier procedimiento, de todo o parte de los contenidos de esta obra sin autorización expresa y por escrito de sus autores. To my parents for all the experiences and teachings they have transmitted to me.To Santiago who gives me the opportunity to discover and develop new aspects in my life. ResumenLa Electrogravimetría AC emplea una microbalanza de cuarzo electroquímica (EQCM) en régimen dinámico. En la EQCM uno de los electrodos de oro depositados sobre el cristal es recubierto con una fina película de un polímero electroactivo y es empleado como electrodo de trabajo (WE) dentro de una celda electroquímica. Las variaciones de la frecuencia de resonancia de la microbalanza de cuarzo (QCM) permiten obtener la respuesta masa asociada con la transferencia de carga que se da en la interfaz polímero-electrolito. La Electrogravimetría AC fue propuesta con el fin de caracterizar y separadamente identificar el movimiento de los iones y el solvente en la interfaz polímero-electrolito. En esta técnica se analiza en el domino de la frecuencia la respuesta de masa ante pequeñas perturbaciones de voltaje gracias al empleo de la microbalanza de cuarzo en régimen dinámico. Para este propósito se aplica una pequeña perturbación sinusoidal superpuesta a una tensión continua, entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo de la celda. Posteriormente, se puede graficar la función de transferencia electrogravimétrica (EGTF), definida ésta como la razón (Δm/ΔE) entre la amplitud de los cambios de masa inducidos (Δm) y la amplitud de la perturbación sinusoidal aplicada (ΔE). Esta función de transferencia se grafica en un plano complejo para cada una de las frecuencias de la señal de perturbación. Las distintas especies iónicas involucradas son identificadas en el plano complejo por medio de bucles característicos siempre y cuando dichos bucles no se superpongan.Por medio de esta tesis doctoral se propone un novedoso sistema de conversión de frecuencia-tensión basado en un doble ajuste frecuencia implementado pon medio de un PLL mezclando elementos analógicos y digitales (A-D PLL). Los resultados encontrados tanto en la caracterización electrónica del dispositivo como en la fase experimental prueban la fiabilidad del sistema para las mediciones realizadas en la técnica de Electrogravimetría AC.PALABRAS CLAVE: Electrogravimetría AC; microbalanza de cristal de cuarzo; bucles de enganche de fase; compromiso ancho de bandaresolución; ajuste grueso y fino. ResumL'Electrogravimetria AC empra una microbalança de quars electroquímica (EQCM) en règim dinàmic. En l'EQCM un dels elèctrodes d'or depositats sobre el cristall és recobert amb una fina pel·lícula d'un polímer electroactiv i és emprat com a elèctrode de treball (WE) dins d'una cel·la electroquímica. Les variacions de la freqüència de ressonància de la microbalança de quars (QCM) permeten obt...

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“…6 a la impedancia acústica terminal "vista" desde la superficie superior de la capa que representa el polímero uniforme. Existen algunos modelos para Z 2 que serán comentados más adelante [Etchenique00, Bund02, Arnau05, Ochoa04,Daikhin02]. Cuando Z L es pequeña comparada con la impedancia acústica del cristal de cuarzo Z cq (8.849·10…”

Section: Descripción Del Modelo De Líneas De Transmisión (Tlm)unclassified

“…Una vez analizada la ecuación de Arnau, se comparará con las ecuaciones derivadas de los modelos para el efecto rugoso "fuerte" de Daikhin et Urbakh y Etchenique [Daikhin02,Etchenique00]. Estos modelos son los más completos propuestos hasta la fecha y se han utilizado para interpretar resultados experimentales [Bund02, Bund04,Rechendorff07].…”

Section: Comparación Con Los Modelos De Rugosidad "Fuerte" De Daikhinunclassified

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Estudio y análisis del efecto rugoso sobre la respuesta del sensor de cuarzo AT en medios fluidos.

Díaz¹

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Este trabajo de tesis ha sido financiado por el siguiente proyecto:Proyecto del PN I+D financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología (CICYT): "Desarrollo de inmunosensores piezoeléctricos para la detección de plaguicidas n-metil-carbamatos y organofosforados en alimentos y bacterias lácticas en cerveza". (REF. AGL2002-01181) A la gente que durante todos estos años ha pasado por el laboratorio (ahora el laboratorio 204). De todos he aprendido algo valioso. Gracias por su ánimo, su compañerismo y su amistad.A Antonio, por sacar siempre un poquito más de mí, incluso cuando yo me negaba. A Yolanda por su ayuda, su consejo y su paciencia conmigo. Gracias por todas las cosas que habéis hecho por mí.A mis padres, que me lo han dado todo y me han hecho tal y como soy. A Ana, por su apoyo, por estar siempre a mi lado, por quererme de verdad. ResumenEl trabajo presentado en esta tesis doctoral profundiza sobre el fenóme-no rugoso superficial y su contribución a la respuesta acústica del sensor resonador de cuarzo en medios líquidos. Su principal aportación se centra en el estudio de los parámetros geométricos que pueden representar de forma óptima la contribución rugosa sobre la impedancia acústica del sensor. Se propone un modelo semi-empírico del efecto rugoso basado en los resultados de este estudio. Otra de las aportaciones de la presente tesis se centra en el estudio detallado de uno de los modelos de rugosidad propuestos más recientemente: el modelo de Arnau. Este modelo plantea la posibilidad de modelar la rugosidad mediante una distribución de casquetes semi-esféricos. En esta tesis se propone una corrección de dicho modelo que permita incluir el efecto de interferencia entre casquetes. Esta corrección se emplea en el estudio del comportamiento del efecto rugoso en superficies aleatorias. Se ha demostrado que el efecto de la rugosidad de una superficie aleatoria en la impedancia acústica puede ser modelado por la respuesta de una superficie equivalente formada por una distribución regular de casquetes semi-esféricos sobre una superficie plana. Asimismo, se ha demostrado que los parámetros geométricos de esta superficie equivalente están linealmente correlacionados con la proyección de la superficie aleatoria real en la dirección del movimiento. Esta afirmación se ha comprobado mediante medidas experimentales con microscopio de fuerza atómica (AFM).Palabras Clave: Piezoelectricidad, sensores de cuarzo, rugosidad, modo de cizalla en espesor. ResumEl treball presentat en aquesta tesi doctoral aprofundeix sobre el fenomen rugós superficial i la seua contribució en la resposta acústica del sensor ressonador de quars en medis líquids. La principal aportació es centra en l'estudi dels paràmetres geomètrics que poden representar de forma òp-tima la contribució rugosa sobre l'impedància acústica del sensor. Es proposa un model semi-empíric del efecte rugós basat en els resultats d'aquest estudi. Un altra de les aportacions de la present tesi es centra l'estudi detallat d'un dels models de rugositat proposats més ...

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Influence of Roughness on the Admittance of the Quartz Crystal Microbalance Immersed in Liquids

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Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Instrumental techniques for improving the measurements based on Quartz Crystal Microbalances (Técnicas instrumentales para mejorar las mediciones con microbalanzas de cuarzo)

Estudio y análisis del efecto rugoso sobre la respuesta del sensor de cuarzo AT en medios fluidos.

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