سیستم های نانو الکترومکانیک NEMS
چکیده
مقدمه .................................................................................................................................................................1
فصل اول : سیستم های الکترومکانیکی
1-1- یک سیستم الکترومکانیکی چیست ؟ .........................................................................................................4
1-2- فایده نانو ماشینها ........................................................................................................................................5
1-2-1- خطوط تمیز در نیمه هادی ها .................................................................................................................5
1-3- سیستم های الکترومکانیکی.........................................................................................................................8
1-4- ويژگي هاي NEMS ............................................................................................................................12
1-4-1- NEMS به عنوان ابزارات الكترومكانيك چند قطبي ...........................................................................12
1-5- فركانس ..................................................................................................................................................14
1-6- ضريب كيفيت (Q) .................................................................................................................................16
1-7- مشخصه عملكرد توان عملياتي..................................................................................................................16
1-8- پاسخ گويي ( واكنش پذيري) .................................................................................................................16
1-9- دامنه ديناميك موجود ..............................................................................................................................18
1-10- تودة فعال ..............................................................................................................................................22
فصل دوم : بررسی NEMS
2-1- بررسی NEMS .....................................................................................................................................24
2-2- سیستم تشدیدگر SET- نانومکانیکی ......................................................................................................31
2-3- معادله اصلی ............................................................................................................................................31
2-4- راه حل حالت ثابت (پایدار) .....................................................................................................................35
2-5- ديناميك تشديدگر مكانيكي در رژيم تزويج ضعيف ................................................................................38
2-6- ديناميك متعادل موثر ديگر NEMS ها .................................................................................................44
فصل سوم : چالش های NEMS
3-1- چالشهای MEMS ................................................................................................................................49
3-2- چالش هاي اصولي ..................................................................................................................................50
3-2-1- جستجوي Q بالا .................................................................................................................................50
3- 2-2- نويز فاز ..............................................................................................................................................54
3-3- توسعه مبدل ها .......................................................................................................................................55
3-4- ساخت نانوقابل توليد مجدد .....................................................................................................................59
3-5- كاربرد پديد آمده ( آغازين) ...................................................................................................................59
نتايج ................................................................................................................................................................65
منابع .................................................................................................................................................................67
چکیده :
سيستم هاي نانوالكترومكانيك (NEMS) در جوامع علمي و تكنيكي مورد توجه زيادي بوده اند. اين دسته از سيستم ها كه بسيار شبيه به سيستم هاي ميكروالكترومكانيك هستند در انواع حالات تشديد شده خود با ابعادي در سابميكرون عميق عمل مي كنند. سيستم در اين محدوده، داراي فركانس هاي رزونانس بسيار، توده هاي فعال تحليل يافته و ثبات نيروي پايداري باشند؛ ضريب كيفيت تشديد اين سيستم در رنج Q lo3-105 بسيار بالاتر از دسته ديگر مدارهاي تشديدي الكتريكي مي باشند. اين سيستم در NEMS براي دسته بسياري از كاربردهاي تكنولوژي مانند سنسور فراسريع، دستگاه راه اندازي، و اجزاي پردازش سيگنال مهيا مي سازد.
به طور آزمايشي از NEMS انتظار مي رود كه امكان تحقيق بر فرآيندهاي مكانيكي متعادل فونون و واكنش كوانتوم سيستم هاي مكانيكي مزوسكوپيك را فراهم آورد. با وجود اين، هنوز چالش هاي ريشه اي و تكنولوژيكي براي بهينه سازي NEMS وجود دارد. در اين بررسي ما بايد مروری بر چشم اندازها و چالش ها در اين زمينه يك معرفي متعادل از NEMS را ارائه داده و كاربردهاي جالب و آشكارسازي الكترومكانيك را به تصوير مي كشيم.
سيستم هاي نانو الكترومكانيكي (NEMS)، تشديد گرهاي مكانيكي با مقياس نانو – به – ميكرو متر مي باشند كه به ابزار الكترونيكي داراي ابعاد مشابه وصل مي شوند. NEMS نويد ميكروسكوپ نيروي فراحساس سريع و عميق شدن فهم ما از چگونگي پيدايش ديناميك كلاسيك با نزديك شدن به ديناميك كوانتوم مي باشد. اين پژوهش با يك بررسي از NEMS شروع شده و پس از جنبه هاي خاص ديناميك كلاسيك آنها را توصيف مي كند. مخصوصاً، نشان مي دهيم كه براي اتصال ضعيف، عمل ابزار الكترونيكي روي تشديدگرمكانيكي مي تواند به طور مؤثر، يك حمام حرارتي باشد در حاليكه ابزار، يك محرك خارج از تعادل سيستم باشد.