25241

طراحي و ساخت نمونه آزمايشگاهي نانو سنسور اندازه گيري ضخامت

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري نوين

1396

1400/3/19

دكتر صادق صادق زاده

فناوري نوين

امروزه براي ضخامت سنجي سطوح نيازمند ابزاري با قابليت حمل اسان و با هزينه هاي ضخامت سنجي بسيار ارزان هستيم به طوري كه بدون تخريب سطوح بتواند با دقت بالايي ضخامت سنجي كند. در اين تحقيق تلاش شده است تا مراحل طراحي و ساخت ضخامت سنجي با اين ويژگي ها ارائه شود. دراين تحقيق هندسه و جنس مواد به كار رفته در ضخامت سنج توسط شبيه سازي كامسول بهينه شده است و در نهايت با استفاده از مدل هاي عملي نتايج شبيه سازي شده اعتبار سنجي شده است. همچنين با استفاده از نمونه ساخته شده آزمايشگاهي، علاوه بر تاييد نتايج فوق، تاثير به كارگيري نانو لوله كربني در بهبود كيفيت ضخامت سنج بررسي ميشود. با كمك شبيه سازي مشخص شد كه بهترين هندسه براي الكرود ها، هندسه مكعب مستطيل ميباشد و به ميزاني كه ضخامت الكترود ها كاهش ميابد ميزان خطي شدن پاسخ ضخامت سنج بهبود ميابد. همچنين بيان شد كه ضريب دي الكتريك مواد عايق و زير لايه نقش مهمي در بهبود دقت ضخامت سنج دارد. نتايج حاصل خطايي كمتر از يك درصد با نمونه هاي تحليلي كه در منايع موجود است دارد. همچنين پيش بيني ميشود كه استفاده از نانو لوله هاي كربني با 2 تا 6 ديوار كه توسط گروه كريوكسيل عاملدار شده است ميتواند دقت ضخامت سنج را چندين برابر بهبود دهد.

1400/06/27

Design and fabrication of laboratory samples of nanosensors for measuring thickness

6/9/2022 12:00:00 AM

Today, for surface thickness measurement, we need a tool that is easy to carry and with very low thickness measurement costs, so that it can measure thickness with high accuracy without destroying the surfaces. In this research, an attempt has been made to present the design and fabrication steps of thickness measurement with these features. In this research, the geometry and properties of the materials used in the thickness gauge have been optimized by comsol multiphysics simulation and finally the simulated results have been validated using analytical and practical models. Also, using the laboratory-made sample, in addition to confirming the above results, the effect of using carbon nanotubes in improving the quality of the thickness gauge is investigated. With the help of simulation, it was found that the best geometry for electrodes is the geometry of a rectangular cube, and as the thickness of the electrodes decreases, the linearity of the thickness gauge response improves. It was also stated that the dielectric coefficient of insulation materials and substrates has an important role in improving the accuracy of the thickness gauge. The results have an error of less than one percent with the analytical samples available in the sources. It is also predicted that the use of carbon nanotubes with 2 to 6 walls functionalized by the cryoxyl group can improve the accuracy of the thickness gauge several times

ضخامت سنج , نانو سنسور , نانو لوله كربني , ميدان الكتريكي حاشيه اي , كامسول مولتي فيزيك

Thickness Gauges , nanosensors , Fringing electric field , carbon nanotube