مدل سازی و کنترل تغییر شکل سوزن نانوربات AFM در عملیات نانومنیپولیشن خودکار

در این مقاله، با استفاده از دینامیک مولکولی کلاسیک و توسعه آن به دینامیک مولکولی درشت دانه، مکانیسم منیپولیشن خودکار با استفاده از نانوربات میکروسکوپ نیروی اتمی مدل سازی شده و نشان داده شده که تخریب سوزن مهم ترین عامل خطا در فرآیندهای منیپولیشن خودکار می باشد. بر همین اساس، یک طرح کنترلی برای جلوگیری از اثرات نامطلوب تغییر شکل سوزن ارائه شده است. با تعریف مجذور میانگین مربعات به عنوان معیاری برای اندازه گیری سطح تغییر شکل، یک پسخور ساده استفاده شده تا بتوان سیستم را کنترل نمود. پس ازاینکه مدل ارائه شده در مقایسه با برخی کارهای تجربی موجود صحه گذاری شده، با استفاده از درشت نمایی دینامیک مولکولی، سیستم به یک مدل نسبتا ساده درشت دانه تبدیل شده و برای اعمال در فرآیندهای منیپولیشن پیشنهادشده است. با استفاده از این مدل، ملاحظه شده که علیرغم اینکه سوزن آلومینیومی بدترین نتیجه را در میان جنس های مختلف سوزن داشته، با استفاده از پسخور شکل، خطای موقعیت دهی تا حد بسیار قابل تاملی کاهش یافته است. خطای موقعیت دهی ذره بدون پسخور و با پسخور برای سوزن نیکلی به ترتیب ۷۷/۳۷ و ۷۷/۱۷ درصد بوده است. این مقادیر به خوبی کارایی روش کنترل تغییر شکل را نشان می دهند.

کلیدواژه ها:

نانوربات ، میکروسکوپ نیروی اتمی ، تغییر شکل سوزن ، پسخور شکل ، نانومنیپولیشن خودکار