اثر چگالی و ویسکوزیته سیال بر ارتعاشات غیرخطی میکروتیر پیزوالکتریک میکروسکوپ نیروی اتمی در محیط سیال

امروزه میکروسکوپ های نیروی اتمی از مهم ترین ابزار مورد استفاده در فناوری نانو به شمار می روند. این میکروسکوپ ها در محیط های مختلف گازی و حتی مایع می توانند مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی میکروتیر پیزوالکتریک یک میکروسکوپ نیروی اتمی در محیط های سیال مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر چگالی و ویسکوزیته ی سیال بر فرکانس و دامنه ی تشدید میکروتیر بررسی شده است. با استفاده از نرم افزار آباکوس، شیه سازی یک میکروتیر پیزوالکتریک میکروسکوپ نیروی اتمی در محیط سیال، با استفاده از کوپل کردن مدل اجزای محدود میکروتیر پیزوالکتریک با مدل سیال شبیه سازی شده در روش دینامیک سیالات محاسباتی به صورت تحلیل جامد-سیال استفاده شده است. ابتدا برای صحه سنجی شبیه سازی ها، نتایج مدل سازی ها با کار تجربی انجام شده توسط سایر محققان مقایسه شده، که هم خوانی بسیار خوبی بین نتایج برقرار است. بررسی نتایج به دست آمده از تحقیق حال حاضر، نشان می دهد که با افزایش ویسکوزیته سیال فرکانس و دامنه تشدید میکروتیر به صورت غیر خطی کاهش می یابد. هم چنین با افزایش چگالی سیال، فرکانس و دامنه تشدید میکروتیر به ترتیب به صورت غیر خطی کاهش و به صورت خطی افزایش می یابند.

Keywords:

میکروسکوپ نیروی اتمی , میکروتیر پیزوالکتریک , روش اجزای محدود , دینامیک سیالات محاسباتی , برهم کنش سیال-جامد