7613

7613

جبرانسازي اثرات غيرخطّي در ميكروسكوپهاي پروبي روبشي(SPMs)ونانومنيپوليشن خودكار با ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1387

1387

دكتر محرّم حبيبنژاد كورايم

چكيده عليرغم كاربرد گسترده پيزواكچويتورها به عنوان محرّك نانوسيستمها و نظر به اينكه در مواردي از قبيل نانومنيپوليشن يا ١ ها كه نياز مبرمي به سرعت بالا و دقّت زياد وجود دارد ، هيسترزيس و لغزش موجود در پيزواكچويتورها SPM تصويرگيري با دقّت و سرعت مطلوب را كاهش مي دهند. بسياري از تلاشهايي كه براي برطرف كردن محدوديتهاي اشاره شده انجام شده يا قابل كاربرد نبوده اند و يا اگر هم عملي بوده اند، اثرات مذكور را تا حد قابل قبولي جبران نكر دهاند. از طرفي، به جز اثرات مزاحم ها از همه مهمتر است . هرچند SPM در پيزواكچويتورها، موارد ديگري نيز وجود دارند كه از ميان آنها رانش حرارتي مجموعه در اكثر كارهايي كه در زمينه رانش انجام شده است، به اين موضوع اشاره شده كه رانش حرارتي عامل اصلي رانش در است، اما مدل و تحليلي جامع كه بتواند اين ادعا را به اثبات برساند وجود ندارد . ارائه حاضر براي جبران SPM سيستمهاي اثرات غالب مذكور، يعني لغزش، هيسترزيس و رانش حرارتي، مدل و الگوريتم جبرانسازي منحصر بفردي را براي اولين بار توسعه مي دهد. اين پايان نامه از نقطه نظ ر موضوعي، مشتمل بر دو قسمت كلّي است : مدلسازي و جبرانسازي اثرات غيرخطّي. از طرف ديگر از نظر شمول غيرخطّيها به سه قسمت تقسيم مي شود : مدلسازي و جبرانسازي لغزش، هيسترزيس و رانش . همچنين مي توان از نقطه نظر مكانيزمي، اين كار را در سه قالب مدلسازي و جبرانسازي لغز ش، هيسترزيس و رانش در مكانيزم تصويرگيري، مكانيزم نانومنيپوليشن و مكانيزم نانومنيپوليشن خودكار ارائه كرد. در ابتداي امر توصيفي از مجموعه نهايي بدست ٢ نامگذاري شده است . در ادامه، ارا ئه AFM آمده از اين كار ارائه شده كه سيستم نانورباتيك جبرانسازي شده پويا بر اساس منحصر بفردي از ديناميك سيستم ارائه شده كه مي تواند مدلسازي هيسترزيس، لغزش و رانش را به راحتي امكانپذير نمايد . سپس براي در نظر گرفتن اثرات مكانيكي هيسترزيس و لغزش، پارامتري به نام شل شدگي توصيف شده است . مدل نهايي، با نتايج تجربي موجود، مقايسه شده و تطابق قابل قبولي نيز مشاهده شده است . تحليل انجام شده براي رانش ، به دو قسمت تحليل مختصات در ابعاد ماكرو و نانو تقسيم بندي شده است . تحليل مختصات در ابعاد ميكرو و نانو نيز با بررسي اثرات حرارتي بر اصطكاك اتمي و سپس بررسي انتقال حرارت در راستاي سوزن و با استفاده از مدار حرارتي تكميل شده است . سپس رهيافت متناسب با مدل ارائه شده براي جبرانسازي اثرات غيرخطّي پيشنهاد شده است . بنابر تحليل ارائه شده، مدل كاملي از توابع تبديل خروجي نسبت به عوامل خطا به دست ميآيد . با جبرانسازي اين توابع تبديل در مدل كلّ سيستم، رانش جبرانسازي مي شود. سپس با ارائه مدل قسمتهاي با ابعاد نانو، با استفاده از روش معمول تابع تبديل معكوس، جبرانسازي رانش در مختصات نانو نيز ارائه شده است . در ادامه با طرح مسأله استفاده از آرايش چندتايي تيرك، جبرانسازي رانش در متن كار قرار مي گيرد. از نتايج حل عددي مشخص است كه با افزايش شماره تيرك، ابتدا رانش افزايش يافته و سپس كاهش مي يابد، هرچند مقدار تغييرات بسيار كم است.