استفاده از مدل های تماس کروی در مدل سازی منیپولیشن سه بعدی نانوذرات طلا با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی جهت محاسبه ی نیرو و زمان بحرانی

امروزه منیپولیشن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی به عنوان یکی از روش های نوین ساخت تجهیزات مقیاس میکرو/نانو مورد توجه محققین قرار گرفته است.ازآنجاکه این روش نیاز به فرآیندهای دقیق و پیچیده داشته و هزینه های بالایی را دربردارد، لذا پیش از انجام هرگونه کار تجربی بایستی به مدل سازی دقیق آن پرداخت.مدل سازی دقیق فرآیند منیپولیشن سه بعدی از چهار بخش عمده شامل سینماتیک، دینامیک، اصطکاک و تماس تشکیل شده است. مدل سازی استاتیکی و دینامیکی منیپولیشن سه بعدی پیش ازاین توسط محققین مختلف بررسی شده است، اما به مدل سازی اصطکاکی و تماسی توجه کمتری شده است. در این مقاله برای نخستین بار چهار مدل تماسی کروی، شامل مدل های هرتز، جی کاآر، دی ام تی و بی سی پی جهت نانومنیپولیشن سه بعدی توسعه یافته و به کار برده شده اند. هدف از کاربرد این مدل ها، بررسی اثر آن ها بر نیرو و زمان بحرانی در منیپولیشن سه بعدی به منظور مدل سازی دقیق حرکت نانوذره بر روی سطح مبنا می باشد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که مدل تماسی هرتز به دلیل صرف نظر از نیروهای چسبندگی کم ترین مقدار نیرو و زمان بحرانی را نشان می دهد، همچنین نتایج نشان می دهد که غلتش ذرات حول محور xبه عنوان محتمل ترین مد حرکتی، و لغزش در راستای محور x به عنوان کم احتمال ترین مد حرکتی خواهند بود.

Keywords:

منیپولیشن سه بعدی , مدل های مختلف تماسی , نانوذرات کروی , نیرو و زمان بحرانی