مدلسازی دینامیکی نانومانیپولیشن دو بعدی بر پایه میکروسکوپ نیروی اتمی

نانورباتیک یا مانیپولیشن توسط نانوربات مبحث جدیدی است که در خصوص مانیپولیت کنترل شده اجسامی با اندازه نانومتری بحث می کند و مربوط به عکس العمل های موجود بین اجسامی در ابعاد اتمی و مولکولی است. مبحث نانورباتیک شامل دو گروه نانوربات های مشابه با ربات های در دنیای ماکرو و میکروسکوپ روبشی میله ای می شود. میکروسکوپ های روبشر میله ای گروه گسترده ای از میکروسکوپ ها هستند که در سال 1982 جهت تصویر برداری از سطوح اجسامی در اندازه های نانومتری ساخته شدند و ابزار اصلی آن ها پروب نوک تیزی است که در آن ها خواص مختلف فیزیکی بین اتم ها و مولکول های راس پروب و نمونه استفاده می کند. میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ روبشی تونلی پیشرفته ترین و کاربردی ترین روش های میکروسکوپ های روبشی میله ای هستند. میکروسکوپ نیروی اتمی بر پایه تشخیص نیروهای جاذبه یا دافعه بین سطوح کار می کند و از آن می توان برای نانو ذرات غیر رسانا نیز استفاده نمود که این امر خصوصا موجب کاربرد گسترده آن در نانوذرات بیولوژیکر گشته است. بلافاصله پس از اختراع spm ها ثابت شد که این ابزارها به عنوان نانومانیپولاتور هم قابل استفاده اند در حال حاضر ساخت مونتاژ در مقیاس نانو با استفاده از روش های شیمیایی بطور خلاصه خاص و یامیکروسکوپ های روبشی میله ای که تنها ابزار دسترسی به دنیای نانو هستند انجام می گیرد. پروپ میکروسکوپ به عنوان نانومانیپولاتور ساده برای جابجایی نانوذرات به شکل کشیدن یا راندن روی سطح، بریدن و تشریح، لمس کردن، نانولیتوگرافی/ دندانه گذاری ، بلند کردن اجسام و جابجایی بکارگرفته شده است. در ورود از دنیای ماکرو به دنیای نانو، پدیده اصلی کوچک شدن انداز اجسام است و تاثیر این تغییر طول به عنوان تاثیر مقیاس تعریف شده است که موجب تغییراتی در خواص فیزیکی و هندسی می شود. با در نظر گرفتن مسایل مربوط به تغییر مقیاس، رباتیک بر پایه فیزیک در مقیاس نانو و کنترل هوشمند در نانومانیپولیشن ضروری است. مکانیک و دینامیک در مقیاس نانو هنوز بطور کامل شناخته نشده است و فهم آن در جابجایی موثر و دقیق نانوذرات با استفاده از مانیپولاتور afm بسیار حایز اهمیت است. جهت بررسی مکانیک و دینامیک مانیپولیشن توسط نانوربات afm، دبه درک و فهم عکس العمل های تماس فیزیکی راس پروب با نمونه و نمونه با صفحه مبنا، و تغییر شکل های کانتیلور afm نیاز داریم. در این پایان نامه ، دینامیک نانومانیپولاتور afm در نانومالیپولیشن و مونتاژ ذرات. و حساسیت آن نسبت به تغییرات پارامترهای مختلف در راندن ذرات شبیه سازی شده است و موقعیت مکانی دقیق رای پروب و در نتیجه نانوذرات در هر لحظه از نانومانیپولیشن بدست آمده است که اساس کنترل دقیق جابجایی و مونتاژ ذرات و ابزارهای در مقیاس نانو است. همچنین رفتار دینامیکی ذره در شرایط مختلف بررسی شده است. معادلات سیناتیکی و دینامیکی حرکت پروب و ذره بر اساس نمودار آزاد مساله بدست آمده و شرایط اولیه براساس سرعت ثابت صفحه مبنا، هندسه و مواد کانتیلور، پروب و ذره تعیین شده اند. نهایتا شبیه سازی معادلات با استفاده از کدنویسی توسط نرم افزار mathematica5 انجام شده که توسط نتایج تحقیقات موجود، کاملا تایید شد.