10719

10719

شبيه سازي كنترل كننده مود لغزشي منيپيوليشن نانوذره توسط كنتيلور V-شكل و خنجري شكل ميكروسكوپ نيروي اتمي در مود تماسي

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي

تير ماه 1391

تير ماه 1391

پروفسور محرم حبيب نژاد كورايم

نانومنيپيوليشن مبحث جديدي است كه براي مونتاژ نمودن و ايجاد تغييرات مورد نياز در اجسام در ابعاد نانو مورد استفاده قرار مي¬گيرد. با گسترش فناوري¬هاي نوين در محيط نانو، انجام اين فرآيندها با استفاده از ابزارهاي به‌روز تري صورت مي¬پذيرد كه استفاده از آن‌ها نيازمند درك صحيح و دقيق رفتار، نيروها و جابجايي¬هاي رخ داده در فضاي نانو مي¬باشد. يكي از اين ابزارها ميكروسكوپ نيروي اتمي است كه از دسته ميكروسكوپ¬هاي روبرشي ميله¬اي بوده كه براي تصويربرداري از سطوح در ابعاد نانو ساخته شدند. پروب ميكروسكوپ به عنوان نانو منيپيولاتور ساده براي جابجايي نانوذرات با كشيدن يا راندن روي سطوح، بريدن و تشريح، لمس كردن، بلند كردن اجسام و جابجايي به كار مي¬رود. به دليل استفاده ابتدايي از ميكروسكوپ نيروي اتمي براي تصويربرداري، تلاش¬هاي زيادي براي تطابق هر چه بيشتر اين دستگاه براي محيط منيپيوليشن و ملزومات اين فرآيند گرديده است، ولي تاكنون مدل‌سازي‌هاي صورت پذيرفته از دقت مورد نياز براي پيش¬بيني محصول نهايي منيپيوليشن برخوردار نبوده و همچنين، فرآيند صورت پذيرفته از عدم وجود اتوماسيون كافي رنج مي¬برد. در اين پايان¬نامه، مدل‌سازي‌هاي صورت پذيرفته تاكنون بررسي و تشريح شده و توسعه مدل¬سازي براي انجام منيپيوليشن با سرعت غير ثابت انجام شده است. مدل اصطكاكي مناسب براي تصوير كشيدن رفتار درگير-لغزش ارائه شده است، كه با پژوهش در نيروي اصطكاك با ميكروسكوپ نيروي اصطكاكي مشاهده گرديده است و در ادامه، كنتيلورهاي مختلف مورد استفاده در ميكروسكوپ نيروي اتمي براي اين فرآيند مورد تحليل و مدل‌سازي براي منيپيوليشن قرار گرفته¬اند. سپس، به بررسي عملگرهاي موجود در ميكروسكوپ نيروي اتمي پرداخته و پس از بررسي مدل‌سازي ارائه شده، شرايط منيپيوليشن و نامشخصي¬هاي موجود در فرآيند بررسي شده¬اند. براي فائق آمدن بر اين مشكلات و مدل غيرخطي سيستم، از كنترل¬كننده مود لغزشي براي فراهم آوردن مسير دلخواه جابجايي استفاده گرديده است. پس از شبيه¬سازي مدل‌سازي و طراحي ارائه گرديده، پارامترهاي تأثيرگذار در محصول نهايي فرآيند و نيروهاي عمل¬كننده ارائه گرديده¬اند، و فرآيند براي حالات مختلف و شرايط گوناگون شبيه¬سازي شده و نتايج براي اين حالات مقايسه و تحليل گرديده¬اند. واژه‌هاي كليدي: نانومنيپيوليشن، ميكروسكوپ نيروي اتمي، كنترل مود لغزشي، عملگر پيزوالكتريك.