عنوان
مدل‌سازي ارتعاشي ميكرو كانتيلور AFM با در نظر گرفتن بار محوري در محيط¬هاي كاري هوا و مايع
نويسنده اصلي
علي حافظي صفت
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اين پايان‌نامه به مدل‌سازي ارتعاشي ميكرو كانتيلور ميكروسكوپ نيروي اتمي AFM با لايه¬هاي پيزوالكتريك در مود كاري غير تماسي با در نظر گرفتن بار محوري در محيط¬هاي هوا و مايع مي¬پردازد. ازآنجاكه در مودهاي ديناميكي نانو ربات AFM پارامترهايي چون دامنه، فركانس و فاز حركت به عنوان فاكتور فيدبك در سيستم كنترلي در استخراج اطلاعات سطح نمونه و ولتاژ نانو ذرات استفاده مي‌شود، تحليل ارتعاشي ميكروكانتيلورهاي اين نانو ربات به‌منظور استخراج اين پارامترها اجتناب‌ناپذير است. همچنين به علت كاربردهاي زياد ميكروكانتيلور مايل ضرورت اعمال نيروهاي محوري و عرضي در مدل به‌شدت احساس مي‌شود.
به منظور شبيه‌سازي ميكرو كانتيلور ميكروسكوپ نيروي اتمي از تئوري تير تيموشنكو و تئوري تنش كوپل اصلاح شده با در نظر گرفتن جابجايي محوري در مدل‌سازي ميكرو كانتيلور پيزوالكتريك چهار لايه استفاده مي¬شود. براي استخراج معادلات سيستم از روش انرژي و براي گسسته سازي معادلات از روش المان محدود بهره برده مي¬شود. در ادامه پاسخ¬هاي فركانسي و زماني سيستم با نتايج تجربي و شبيه‌سازي ديگر محققان مقايسه مي¬گردد. همچنين براي مشاهده تفاوت¬هاي نوع ميكرو كانتيلور پاسخ¬هاي فركانسي و زماني براي سه هندسه پركاربرد ميكرو كانتيلور AFM محاسبه و مقايسه مي¬شود. همچنين اثرات تغيير محيط كاري بر رفتار ارتعاشي بررسي مي¬شود و نشان داده شده كه با افزايش غلظت محيط، فركانس تشديد سيستم و همچنين دامنه ارتعاشات ميكرو كانتيلور كاهش مي¬يابد. در ادامه توپوگرافي سطح نمونه براي ناهمواري¬هاي مستطيلي و گوه¬اي براي تحريك در دو فركانس تشديد اول مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته شده است و نشان داده شده كه تأخير زماني در تحريك دوم كاهش مي¬يابد. همچنين تأخير زماني در محيط مايع كمتر از محيط هوا مي¬باشد. در محيط هوا تحريك با فركانس دوم تشديد شكل ناهمواري را بهتر از تحريك با فركانس اول نشان مي¬دهد اما در محيط مايع اين امر همواره برقرار نيست و با توجه به اختلاف فركانس تشديد محيط مايع و فركانس تحريك، وجود نويزهاي وارده به ميكرو كانتيلور، شكل ناهمواري در تحريك اول و دوم مي¬تواند بهتر با بدتر باشد.
واژه‌هاي كليدي: ارتعاشات، ميكروكانتيلور پيزوالكتريك، AFM، تير تيموشنكو، بار محوري
شماره ركورد
192788
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
ارتعاشات و كنترل
استاد راهنما
دكتر حبيب نژاد كواريم