آنالیز تاثیر ابعاد تیرک میکروسکوپ نیروی اتمی در محاسبه ی نیروی بحرانی نانومنیپولیشن سه بعدی با استفاده از مدل اصطکاکی ا چ کا

فناوری نانو رشتهای از دانش کاربردی است که مباحث گستردهای را پوشش میدهد و شامل توانایی دیدن و کنترل اتمها در محدوده 1 تا 100 نانومتر است. دستکاری و جابهجایی ذرات نانو با عنوان نانومنیپولیشن میباشد که بهعنوان یک پدیدهی درحالتوسعه قادر به تغییر، تعامل و کنترل پدیده ها در مقیاس نانو بوده و یکی از کاربردهای آن ساخت تجهیزات ریزمقیاس است. میکروسکوپ نیروی اتمی AFM)، که بهعنوان یک ابزار نانومنیپولیشن استفاده میشود، شامل یک کاوشگر متشکل از یک تیرک و یک سوزن با نوک مخروطی است. در مقیاس نانو نیروهای سطحی مانند اصطکاک و چسبندگی دارای اهمیت بسیار زیادی هستند و موردبررسی دقیق و جدی قرار میگیرند، زیرا اصطکاک در نانوساختارها تاثیر قابل توجهی بر عملکرد آنها دارد. نانومنیپولیشن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی برای اندازهگیری نیروهای اصطکاک در مقیاس نانو بهطور گستردهای مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور مدلسازی دقیق در مقیاس نانو، مدل اصطکاکی باید توسعه یابد. مدلسازی دوبعدی نانومنیپولیشن با استفاده از مدلهای پیشرفته اصطکاکی ازجمله5اچکا و لاگره پیش ازاین انجام شده است. در نانومنیپولیشن مدت زمانی که ذره از حالت استاتیکی به دینامیکی تغییر حالت میدهد، زمان بحرانی و مقدار نیرویی که در این مدت زمان به دست میآید، نیروی بحرانی نامیده میشود. حساسیت نیروی بحرانی به دو عامل اصلی طراحی و انتخاب هندسه وابسته است و تاثیر زیادی بر آنها دارد. مدل اصطکاکیاچکا مدلی برای رفتار اصطکاکی در طیف زیادی از سطوح تماس ازجمله اطلاعات تماس در مقیاس نانو را دربردارد. در این مقاله تاثیر پارامترهای ابعادی تیرک بر اساس مدل اصطکاکیاچکا در نیروی بحرانی منیپولیشن با استفاده از روش آماری سوبل موردبررسی قرار گرفته است و درصد اهمیت پارامترها در آن به دست آمده است. نتایج نشان میدهد ضخامت تیرک موثرترین پارامتر ابعادی در مقدار نیروی بحرانی است، درحالیکه طول و عرض تیرک دارای اهمیت کمتری هستند

کلیدواژه ها:

میکروسکوپ نیروی اتمی ، مدل سه بعدی ، آنالیز حساسیت ، ساخت تجهیزات ریزمقیاس