بررسی میزان اثرگذاری پارامترهای مختلف بر نیرو در فاز دوم نانومنیپولیشن دوبعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک،اراک، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

منیپولیشن و جابه‌جایی میکرو/نانوذرات امروزه اهمیت بالایی در ساخت و تولید تجهیزات ریزمقیاس پیدا کرده است. فرآیند نانومنیپولیشن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، در دو فاز انجام می‌پذیرد. فاز نخست تا قبل از شروع به حرکت ذرات هدف را شامل می‌شود و هدف از آن استخراج نیرو و زمان بحرانی آغاز به حرکت میکرو/نانوذرات می‌باشد. در فاز دوم نیز حرکت ذرات از آغاز در مبدأ تا رسیدن به مقصد مورد بررسی قرار می‌گیرد. مدل‌سازی، شبیه‌سازی و بررسی پارامترهای مؤثر بر این فاز از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله به بررسی اثرات هشت پارامتر شامل شعاع ذره، شعاع سوزن، ارتفاع سوزن، طول تیرک، عرض تیرک، طول ذره، ضریب پواسون و مدول الاستیسیته بر نیرو، در فاز دوم منیپولیشن پرداخته شده است. برای این منظور در این مقاله از روش آنالیز حساسیت آماری ای-فست استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیانگر این موضوع است که ارتفاع سوزن با 48 درصد، عرض تیرک با 19 درصد، مدول الاستیسیته با 14 درصد و طول تیرک با 8 درصد، بیشترین اثر را بر تغییرات نیرو در فاز دوم منیپولیشن خواهند داشت. در حالی‌که مطابق نتایج به دست آمده، می‌توان از اثرات ناچیز ناشی از تغییرات شعاع ذره، شعاع سوزن، ضریب پواسون سوزن و طول استوانه‌ای میکرو/نانوذرات هدف چشم‌پوشی نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of different parameters on force in the second phase of two-dimensional nanomanipulation

نویسندگان [English]

  • Fateme Fereiduni 1
  • Moein Taheri 2
  • Mehdi Modabberifar 3
1 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

Manipulation and movement of micro / nanoparticles has become very important today in the manufacture and production of microscale equipment. The nanomanipulation process is performed in two phases using an atomic force microscope. The first phase involves the target particle before it begins to move, and its purpose is to extract the force and critical time for the micro / nanoparticles to start moving. In the second phase, the motion of the particles from the origin to the destination is examined. Modeling, simulation and investigation of parameters affecting this phase are of great importance. In this paper, the effects of eight parameters including particle radius, probe radius, probe height, cantilever length, cantilever width, particle length, Poisson's ratio and modulus of elasticity on force in the second phase of manipulation are investigated. For this purpose, in this paper, e-Fast statistical sensitivity analysis method has been used. The results show that the probe height with 48%, cantilever width with 19%, modulus of elasticity with 14% and cantilever length with 8%, will have the greatest effect on force changes in the second phase of manipulation. The resulting effects of changes in particle radius, probe radius, probe Poisson's ratio, and the length of the target micro / nanoparticle cylinders can be ignored.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 2D-Nanomanipulation
  • E -Fast
  • AFM
  • Second phase