پایان‌نامه

تحلیل و مدلسازی منیپولیشن نانو ذرات بر روی سطوح زبر بر پایه مدل های اصطکاکی مقیاس نانو با استفاده از نانوربات afm

دانلود متن کاملرایگان، با حساب کاربری؛ ثبت نام با گوگل چند ثانیه است

چکیده

میـکرو/نانـو رباتیـک یا منیپولیشـن نانو ذرات توسـط afm (میکروسـکوپ نیرویـی اتـمی) یکی از راهکارهای مهم برای جابجایی کنتـرل شده ی اتم ها و مولکـول ها و مونتـاژ آنها جهـت ساخـت ابزارهای میکرو/نانو متری مـی باشد. مدل سـازی دقیق منیپولیشـن مسـتلزم شناسایی کامل نیـروهای وارد بر سیستم و نیازمند دانش مکانیـک در مقیـاس نانو است که متـفاوت از دنیای ماکرو اســت. به دلیـل اهمیـت نیروهای چسـبندگی در مقیاس های کوچک و ماهیـت بر همکـنش سـطوح در مقیـاس نانو مدل های اصطکاکی مختلفی ارائـه شده که می تواند کمکی بزرگ در پیشرفت و حل مسائل این علم و تکنولوژی باشد. مقدار ضریب اصطکاک، هنگامی که درمقیاس میکرو/نانو اندازه گیـری شود با آن چه که در مقیـاس های بزرگ وجود دارد، متـفاوت اسـت و بنابراین اصطکاک به مقیاس وابسته اسـت.? دراین پایان نامه پس از مطالعه ، مدل ها و روش های موجود در بررسی اصطکاک در مقیاس میکرو/ نانو و شناسایی روش های مورد استـفاده در مدل سازی سیـستم های میـکرو/نانو متری، نهایتا مدل دینامیـکی منـیپولیشـن نانوذرات بر پایه afm با استفاده از مدل های اصطـکاکی مقیاس میکرو/نانو بررسـی شده است. در این تحقیق برای اعمال زبری سطح از مدل زبری گرینوود-ویلیامسون استفاده شده است. به عنوان کار جدید، با در نظر گرفتن مدل زبری سطح گرینوود-ویلیامسون و با استفاده از مدل های مکانیک تماسی jkr، dmt و شوارتز (اصلاح شده ی jkr)، نیروهای عمودی و اصطکاکی وارد بر afm بر اساس مدل دینامیکی afm با مدل های زبری جدید بررسی شده است و نهایتا نتایج بدست آمده از مدل های مختلف زبری پس از مقایسه با نتایج موجود که بر اساس ترکیب مدل زبری سطح گرینوود-ویلیامسون و مکانیک تماس هرتز بوده، مقایسه و دقت مدل های به دست آمده بررسی شده است. در این پژوهش، تاثیر پارامتر هندسی سطح مانند انحراف معیار ارتفاع زبری ها، پارامتر هندسی شعاع قله ی زبری ها و در آخر تاثیر شعاع نوک afm بر روی نیروهای عمودی، اصطکاکی و نهایتا ضریب اصطکاک مطالعه و نتایج ارائه شده است. طبق نتایج بدست آمده، تاثیر انحراف معیار بیشتر از تاثیر بقیه ی پارامترها می باشد. تغییر انحراف معیار از 1 نانومتر به 2 نانومتر، نیروی اصطکاک و عمودی در مدل ترکیبی زبری سطح گرینوود-ویلیامسون با مدل مکانیک تماسی jkr به ترتیب مقدار 37 و 62 درصد افزایش می یابند، در حالی که با تغییر شعاع نوک afm در شرایط یکسان این مقادیر به صورت 34 و 15 درصد و با تغییر شعاع قله زبری از 50 نانومتر به 75 نانومتر به صورت 6 و 15 درصد می باشند. در آخر جهت مقایسه مدل اصطکاکی اصلاح شده ی کولمب نیز انجام شده است.

اساتید راهنما و مشاور

منیژه ذاکری، حامد باغبان

اسناد مشابه