بررسی ناپایداری نانو کلیدهای الکترواستاتیک در حضور دی الکتریک

در مقیاس نانو شرط پیوستگی محیط ماده نقض شده و مواد به صورت ساختار اتمی کاملاً گسسته وجود دارند، تئوری مکانیک محیط پیوسته توانایی توضیح بسیاری از پدیده ها را ندارد. به همین دلیل محققان در طول دهه های گذشته به دنبال روش هایی بودند که بتوانند رفتار ماده را در مقیاس اتم مدل سازی کنند. در این رساله سعی بر آن است که با استفاده از تئوری تنش مزدوج اصلاح شده و حل تحلیلی ادومین رفتار نانو کلید های الکترواستاتیکی یک سر گیردار و دو سر گیردار غوطه ور در سیال الکترولیت به طور دقیق و قابل اطمینان مورد مطالعه قرار گیرد. همچنین تأثیر تنش پسماند که به دلیل روش های مختلف ساخت و تولید از قبیل میکرو ماشین کاری سطح در جسم باقی می ماند نیز بررسی می شود. در نهایت میزان تأثیر پارامترهای اندازه طول ماده، غلظت یونی و تنش بر پایداری نانو کلید تحلیل شده است. مقایسه نتایج حاصل از روش حل تحلیلی ادومین با روش عددی و مراجع نشان می دهد که این روش از دقت بسیار بالایی برخوردار است و می تواند به عنوان روشی موثر و کارآمد برای تحلیل پایداری نانو کلیدها مورد استفاده قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که نانو کلید های مدل شده توسط تئوری تنش مزدوج در مقایسه با تئوری کلاسیک رفتار سخت تری از خود نشان می دهند و با کاهش ضخامت کلید سختی آن ها بیشتر می شود. با افزایش غلظت یونی و ضخامت کلید، اختلاف بین دو تئوری کلاسیک و تنش مزدوج اصلاح شده، به ترتیب افزایش و کاهش می یابد.