پیشینه تحقیق سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی  دارای ۳۸ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-مقدمه    ۳
۱-۱-سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی    ۳
۱-۱-۱-سوییچهای الکترواستاتیک    ۷
۱-۱-۱-۱-مزایا و معایب میکرو و نانوسوییچ‌ها    ۸
۱-۱-۲-سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی در شناسایی ذره‌ خارجی    ۱۱
۱-۱-۳-تئوریهای کلاسیک و غیر موضعی    ۱۲
۱-۲-مفاهیم پایه و اصلی    ۱۳
۱-۲-۱-تحریک الکترواستاتیک در میدان الکتریکی    ۱۳
۱-۲-۲-نیروی بین ملکولی واندروالس    ۱۶
۱-۲-۲-۱-مقدمه    ۱۶
۱-۲-۲-۲-تعامل نیروی واندروالس و الکترواستاتیک در نانوسوییچ    ۱۷
۱-۲-۳-تئوری تنش غیرمحلی    ۱۸
۱-۲-۴-حسگر جرمی    ۲۰
۱-۳-مروری بر ادبیات و تاریخچه موضوع تحقیق    ۲۲
۱-۳-۱-مروری بر تاریخچه مدلسازی و طراحی میکرو/نانوسوییچ‌های کربنی    ۲۲
۱-۳-۲-مروری بر روش‌های حل عددی و تحلیلی میکرو/نانو تیرهای تحریک‌شده با میدان الکتریکی    ۲۵
۱-۳-۳-پیشرفت‌های انجام شده در زمینه سنسورها    ۲۸
مراجع    ۳۲

منابع

[۱].       Maluf, N. and K. Williams, An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering 2nd Ed2004: Artech House.

[۲].       Elwenspoek, M. and R. Wiegerink, Mechanical microsensors, 2001, IOP Publishing.

[۳].       Younis, M.I., Microsystems: Mems Linear and Nonlinear Statics and Dynamics. Vol. 20. 2010: Springer.

[۴].       , (Sensata Technologies; Attleboro, MA).

[۵].      Pelesko, J.A. and D.H. Bernstein, Modeling Mems and Nems2002: CRC press.

[۶].       Lee, S., et al., Carbon-nanotube based nano electromechanical switches. J Korean Phys Soc, 2009. 55: p. 957-961.

[۷].       Loh, O., et al., Arrays of Robust Carbon Nanotube-Based NEMS: A Combined Experimental/Computational Investigation, in MEMS and Nanotechnology, Volume 22011, Springer. p. 81-82.

[۸].       Alsaleem, F.M., Dynamics of Hybrid MEMS Sensors and Switches for Mass and Acceleration Detection2009: ProQuest.

[۹].       Magrab, E.B., Vibrations of Elastic Systems: With Applications to MEMS and NEMS. Vol. 184. 2012: Springer.

[۱۰].     Batra, R., M. Porfiri, and D. Spinello, Vibrations of narrow microbeams predeformed by an electric field. Journal of Sound and Vibration, 2008. 309(3): p. 600-612.

[۱۱].     Zhou, S.-A., On forces in microelectromechanical systems. International Journal of Engineering Science, 2003. 41(3): p. 313-335.

[۱۲].     Lennard-Jones, J., Perturbation problems in quantum mechanics. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 1930. 129(811): p. 598-615.

[۱۳].     Israelachvili, J.N., Intermolecular and surface forces: revised third edition2011: Academic press.

[۱۴].     Dequesnes, M., S. Rotkin, and N. Aluru, Calculation of pull-in voltages for carbon-nanotube-based nanoelectromechanical switches. Nanotechnology, 2002. 13(1): p. 120.

[۱۵].     Rotkin, S.V. Analytical calculations for nanoscale electromechanical systems. in Electrochem Soc Proc. 2002.

[۱۶].     Eringen, A.C., Nonlocal continuum field theories2002: Springer.

[۱۷].     Polizzotto, C., Nonlocal elasticity and related variational principles. International Journal of Solids and Structures, 2001. 38(42): p. 7359-7380.

۱-مقدمه

۱-۱- سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی

بدون شک یکی از مهمترین پیشرفت‌های علمی دهه‌های اخیر، کوچک‌سازی سیستم‌های ماکرو و توسعه سیستم‌های میکروالکترومکانیکی[۱] بوده‌ است. سیستم های میکرو الکترومکانیکی تحولات شگرفی در صنعت و تکنولوژی به وجود آورده‌اند. از آنجا که آنها می‌توانند با استفاده از تکنیک‌های ساخت موجود و استفاده از زیرساختارهای صنعت نیمه هادی‌ها ساخته شوند، با قیمت پایین و حجم تجاری زیاد تولید می‌گردند. جرم و حجم بسیار کم، مصرف انرژی پایین، قابلیت اطمینان بالا و دوام مناسب از جمله خصوصیات اساسی این سیستم‌هاست که باعث جذابیت بیشتر آنها نیز شده است[۱].

همچنین در سال های اخیر نیز با پیشرفت سریع فناوری نانو و امکان ساخت قطعات در ابعاد نانو، سیستم‌های نانو الکترو مکانیکی[۲] در کنار سیستم‌های میکرو الکترو مکانیکی مطرح شده و بسیاری از وسایلی که پیش از این در ابعاد میکرو ساخته می‌شدند امکان ساخت در ابعاد نانو را پیدا کردند. این سیستم‌ها کاربرد فراوانی در انواع گسترده‌ای از قطعات صنعتی، از جمله مکانیک، هوافضا، پزشکی، حمل ونقل و تکنولوژی ارتباطات دارند.

نمونه‌های بسیاری از کاربرد سیستم‌های میکرو ‌و نانو الکترومکانیکی را در میکرو ‌و‌ نانوسوییچ‌های خازنی[۳]، رزوناتورها[۴]، سنسورهای فشار[۵]، سنسورهای جرم [۶]، سوییچ‌های رادیوفرکانسی[۷]، شتاب‌سنج‌ها[۸]، میکروپمپ‌ها[۹]، ژیروسکوپ‌ها[۱۰] وحافظه‌های میکرو و نانو الکترو مکانیکی[۱۱] می‌توان مشاهده کرد[۲].

به طور کلی دو نوع شیو‌ه‌ی انتقال و هدایت در سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی وجود دارد. بعضی روش‌های انتقال تغییر یک کمیت فیزیکی مانند فشار و دما را به یک سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کنند. چنین ‌‌سبک‌هایی با نام روش‌های تشخیص یا حس‌‌کن[۱۲] شناخته می‌شوند. و روش‌های الکترواستاتیک پیزوالکتریک[۱۳] و پیزورِسِستیو[۱۴] در این دسته جای می‌گیرند. بویژه حسگر‌های مرتعش[۱۵] که تغییر در فرکانس‌های رزونانس میکرو ونانوسازه‌ها را به محض حس‌ کردن تشخیص می‌دهند در این گروه قرار دارند. شیوه‌های دیگر هدایت، انرژی ورودی سیستم را به حرکت میکرو و نانوسازه تبدیل می‌کنند. که آنها با نام روش‌های تحریک[۱۶] شناخته می‌شوند و روش‌های الکترواستاتیک، پیزوالکتریک، الکترومغناطیس و الکتروگرمایی[۱۷] را شامل می‌شوند[۳].

انتخاب روش‌های تحریک در این سیستم ها موضوع مهمی در سال های اخیر بوده و بستگی به سیستم موردنظر و قابلیت استفاده از آن دارد. تحریک های اصلی و مشخصه‌های حساسیت این سیستم‌ها عبارتند از:

مواد پیزوالکتریک: این مواد تحت تأثیر ولتاژ مستقیم تغییر شکل پیدا می‌کنند و همچنین در جهت عکس و با ایجاد تغییرشکل، ولتاژی در دو سر آن تولید می‌شود. که با استفاده از این خاصیت جابجایی می‌تواند اندازه‌گیری و یا کنترل شود. پس طبق آنچه پیشتر گفته شد مواد پیزوالکتریک هم برای حسگرها و هم تحریک کننده‌ها کاربرد دارند. شکل ‏۱‑۱ مفاهیم اصلی پیزوالکتریک و استفاده‌های پایه‌ای برای حس و تحریک را به خوبی توصیف می‌کند.

الکترواستاتیکی: با ایجاد دو قطب یا اختلاف ولتاژ میان دو صفحه یک نیروی الکترواستاتیکی میان صفحات تولید می‌شود که منجر به تغییرشکل و جابجایی سیستم می‌گردد.

گرمایی: تغییرشکل مواد در اثر گرما می‌تواند به عنوان تحریک مورد استفاده قرار بگیرد، یک راه برای افزایش دما گذراندن جریان از میان صفحات هادی می‌باشد و راه دیگر تاباندن لیزر به منطقه مورد نظر است.

الکترومغناطیسی: یک میدان مغناطیسی در اثر عبور جریان از یک کویل ایجاد می‌شود که می‌تواند مواد مغناطیسی موجود در محیط را تحریک کند.

تمامی این روش‌ها دارای محاسن و معایبی هستند. پیزوالکتریک‌ها در تحریک و تشخیص (یا اندازه گیری) مورد استفاده قرار می‌گیرند اما در اندازه‌گیری به دلیل عدم تولید ولتاژ کاملاً مستقیم دارای محدودیت‌هایی می‌باشند. و نمی‌توانند در عملیاتی با دمای بالا مقاومت کنند. روش‌های دیگر هم محدودیت‌هایی دارند و وجود تنش‌های حرارتی و تنش‌های ساخت دقت این سیستم‌ها را به شدت کاهش می‌دهد.

با این وجود تقریباً همه مشکلات با استفاده از تحریک الکترواستاتیکی از بین می‌رود. ساختن یک خازن با روش‌های ساخت موجود بسیار آسان می‌باشد. با استفاده از دو سطح موازی و با اعمال یک پتانسیل به دو سر آن به یک سنسور یا عمل کننده با کارآیی بسیار خوب می‌رسیم. سادگی در ساخت و کارآیی مناسب آن استفاده از راه‌انداز الکتریکی را فراگیر کرده است. این تحریک‌کننده‌های خازنی از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه می باشند. سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی که از طریق راه‌اندازالکتریکی تحریک می‌شوند کاربرد گسترده ای در میکرو و نانو سویچ‌ها و میکرو و نانو رزوناتورها دارند.

تحریک الکتریکی به دلیل سادگی و بازده بالا بر همه روش‌های تحریک ترجیح داده می‌شود. و با توجه به برقراری میدان الکتریکی در حجم بسیار کوچک دسترسی به نیروهای بزرگ برای تحریک امکان پذیر می‌باشد. به همین خاطر در میان روش‌های هدایت، مکانیزم‌های تحریک و تشخیص الکترواستاتیک بیشترین کاربرد را در سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی دارند و در زمینه هدایت الکترواستاتیک تحقیقات گسترده‌تری انجام شده ‌است[۴].

۱-۱-۱- سوییچ‌های الکترواستاتیک

یکی از سیستم‌هایی که در نقش متنوعی از سازه‌های الاستیک در مقیاس مهندسی میکرو برجسته و ارائه شده، میکرو سوییچ‌ها هستند. اساس ساختار آن‌ها کاملا ساده است. سوییچ شامل یک جفت الکترود می‌شود. یک الکترود معمولا صلب و ثابت در فضاست، و الکترود دیگر سازه‌ الاستیک تغییر شکل‌پذیری است. این الکترود در طرح‌ها و فرم‌های مشابه با پوسته الاستیک، تیر الاستیک و ورق الاستیک ساخته می‌شود. سوییچ با اعمال اختلاف پتانسیل بین دو الکترود بسته می‌شود. با این کار نیروی الکترواستاتیکی بوجود می‌آید، الکترود تغییر شکلپذیر را خم کرده، و منجر به ایجاد تماس بین الکترودها می‌شود. گروه‌های زیادی چنین سازه‌هایی را ساخته و آزمایش کرده‌اند. مدل‌های ریاضی این قطعات در گستره‌ای از مدل‌های ساده‌ براساس مدل جرم- فنر، تا مدل‌های کاملا توسعه یافته و شبیه‌ساز‌ی‌های سه‌بعدی المان‌محدود، قرار می‌گیرند.

[۱] Microelectromechanical systems (MEMS)

[۲] Nanoelectromechanical systems (NEMS)

[۳] Micro/Nano Capacitor switch

[۴] Resonator

[۵] Pressure sensor

[۶] Mass sensor

[۷] R-F MEMs Switch

[۸] Accelerator

[۹] Micro Pump

[۱۰] Gyroscopes

[۱۱] Micro/Nano electromechanical memories

[۱۲] Sensing

[۱۳] Piezoelectric

[۱۴] Piezoresistive

[۱۵] Resonator sensor

[۱۶] Actuate

[۱۷]Electrothermal

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.