نام پژوهشگر: حامد مبکی
حامد مبکی قادر رضازاده
در این پایان نامه، با توجه به اهمیت تحلیل رفتار استاتیکی و دینامیکی نانولوله های کربنی و نانوتیرها، برای ارائه مدلهای جدید برای طراحی و ساخت خازن ها و تشدیدگرهای قابل تنظیم، رفتار استاتیکی و دینامیکی نانوسوئیچ هایی شامل نانولوله ی کربنی یا نانوتیر که به صورت الکترواستاتیکی تحریک می شوند، تحت شرایط مرزی مختلفی از قبیل شرایط یک سرگیردار و دوسر گیردار مطالعه می شوند. معادلات دیفرانسیل غیر خطی حاکم بر پایه مکانیک پیوسته و تئوری تیر اولر- برنولی با در نظر گرفتن چهار حوزه انرژی، شامل انرژی الاستواستاتیک، انرژی الکترواستاتیک، انرژی واندروالس و انرژی کسیمیر استخراج می شوند. به علت پیچیدگی ترم نیروهای الکترواستاتیک و واندروالس در نانولوله های کربنی، دو مدلسازی جدید بر اساس ساده کردن فرم ریاضی نیروهای مذکور با استفاده از فرض های قابل قبول و مدلسازی نانو لوله ی کربنی با نانوتیر، برای ساده کردن ترم نیروهای مذکور صورت گرفته و صحت و سقم این مدلسازی ها با مدلسازی های قبلی مقایسه می شود که نتایج حاکی از دقت بالای مدلسازی های این پایان نامه دارد. به دلیل غیر خطی بودن معادلات حاکم، که ناشی از غیر خطی بودن فشار الکترواستاتیکی، نیروی واندروالس و نیروی کسیمیر است، حل تحلیلی برای مدلها وجود ندارد و از روش های عددی گام به گام خطی سازی و گلرکین برای حل معادلات انتگرالی دیفرانسیلی یا دیفرانسیلی حاکم بر مسئله استفاده گردیده است. سپس پایداری استاتیکی نانوسوئیچ ها مطالعه می شوند و ولتاژی که منجر به ناپایداری ساختار می شود، که به نام ولتاژ pull-in مشهور است، تعیین می گردد. در ضمن، ماکسیمم طول نانولوله از سوئیچ که تحت اثر نیروی واندروالس و بدون اعمال هیچ گونه ولتاژی به صفحه پایه نچسبد، که به نام طول تفکیک مشهور است، تعیین می گردد. در ادامه پدیده ی pull-in دینامیکی تحت اعمال ولتاژ های الکتریکی dc پله ای بررسی می شوند و ولتاژ pull-in دینامیکی برای ساختارهای نانولوله و نانوتیر به دست می آید. در بخش بعدی، فرکانس ها و ظرفیت های خازنی نانوسوئیچ ها در ولتاژهای مختلف مطالعه می شوند و در مورد اثرات ویژگی های هندسی و فیزیکی نانوسوئیچ ها در فرکانس ها و ظرفیت های خازنی بحث می شود. در انتها نیز مدل های جدیدی برای خازن ها و تشدیدگرهای قابل تنظیم ارائه می شود. خازن ها و تشدیدگرهای ارائه شده در این پایان نامه، همانند خازن ها و تشدیدگرهای که بر پایه ی نانوسوئیچ های معمولی هستند، دارای سادگی می باشند و در کنار این سادگی، دارای کارایی بالا می باشند.