تحلیل تاثیر تنش پسماند و اثر اندازه بر پایداری نانو کلیدهای الکترواستاتیکی غوطه ور در سیال الکترولیت

در این مقاله ناپایداری استاتیکی یک نانو کلید الکترواستاتیک غوطه ور در سیال الکترولیت تحت تاثیر اثر اندازه و تنش های کششی نیم صفحه و پسماند با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفته است. در طراحی پارامترهای پایه ای نانو سازه ها به دلیل اینکه از فاصله بین اتم ها در مقابل اندازه و ابعاد ساختار ماده نمی توان صرف نظر کرد باید تاثیر پدیده های وابستگی اثر اندازه و نیروهای بین مولکولی در نظر گرفته شوند. نیروهای وارد شده بر نانو کلید مورد مطالعه شامل نیروی بین مولکولی وان دروالس، نیروی الکترواستاتیک و نیروی شیمیایی (ناشی از اختلاف غلظت یونی محلول الکترولیت) می باشند، که برای محاسبه ی نیروی شیمیایی از معادله پواسون - بولتزمن استفاده شده است. معادله دیفرانسیلی غیر خطی حاکم بر نانو کلید با استفاده از روش تحلیلی تجزیه ادمین اصلاح شده و عددی حل شده است. نتایج نشان می دهد که وجود تنش پسماند باعث افزایش ولتاژ نهایی و کاهش خیز می شود و با افزایش غلظت یونی تاثیر تنش پسماند بر خیز ماکزیمم کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش غلظت یونی اختلاف بین دو تئوری کلاسیک و تنش کوپل اصلاح شده و ولتاژ نهایی زیاد می شود.

Keywords:

نانو کلید الکتروشیمیایی , سیال الکترولیت , تئوری تنش کوپل اصلاح شده , تنش پسماند , تجزیه ادمین اصلاح شده