دانلود پایان نامه سيستم هاي نانوالكترومكانيك

93 صفحه

نمونه و خلاصه:

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…

• فركانس

در تصوير شماره 4، ما فركانس هاي بدست آمده به طور تجربي را براي حالت هاي متغير بنيادين پرتوهاي نازك طراحي كرده و براي ابعاد مختلف دامنه را از MEMS به عمق NEMS  ادامه مي دهيم. تخمين ها مكانيكي زنجيره اي برشمرده مي شود، در واقع اين بدين مفهوم است كه عبارت    شدت تغيير فركانس هاي  نازك پرتوهاي NEMS را كه به طور مضاعف گير افتاده اند را تعيين   مي كند. در اينجا، w×t×l ابعاد موجود هستند، E ضريب يانگ مي باشد و P برابر با چگالي حجم پرتو است (تصوير4). قابل توجه است كه براي ساختارهاي با ابعاد مشابه، si فركانس هاي ضريب 2 را بوجود آورده و sic چيزي است كه 3 برابر ميزان بدست آمده از ابزارات GaAs مي باشد. اين افزايش ولوسيته  فاز افزايش يافته را در مواد سفت تر نشان مي دهد.

البته ، حتي اگر در سايز كوچكتر از اين نيز قرار داشته باشد هنوز ملموس است به خصوص براي نانوواير و نانوتيوپ NEMS…

-3 نويز فاز:

چنانكه در بالا اشاره شد، ابزارات NEMS  تشديدكننده در بسياري از كاربردهاي اوليه مانند نوسان گرها بادوام در كلاك هاي فركانس، فيلترهاي سيگنال  در پردازش سيگنال ها و نيز به عنوان (دستگاه) سشور فراحساس بكار مي روند. در تمامي اين ها، دوام و ثبات     فركانس تشديد كننده  بلند مدت و كوتاه  مدت  در  ايجاد محدوديت هاي  عمليات  مهم

جدول 1 ) توضيح صداي فاز NEMS و نوسانات فركانس sω_o براي مكانيسم هاي صداي مختلف sω_o در اينجا براي باند f ∆ ارائه شده است. اين طور فرض شده كه تشديد كننده به دامنه محرك بحراني  > Xc <  كه توسط انرژي مشخص شده است برسد. در رديف اول، نويز ولتاژ توليد شده در مبدل تقويت كننده كاسكود تبديلي يك منبع نويز بارز است: نشانه هاي استفاده شده در اينجا در بخش IIf تشريح مي شوند. در اينجا DR محدوديت آمپلي فاير است و برابر است با   در رديف دوم ما نوسانات فركانس بوجود آمده از طريق صداي ترمومكانيك را نشان مي دهيم. در اينجا…

3 – 6  ديناميك تشديدگر مكانيكي در رژيم تزويج ضعيف:

در بخش قبلي، ما دريافتيم كه براي تزويج ضعيف SET,(k<<1) براي نوسانگر در حالت ثابت به عنوان يك حمام حرارتي با دماي مؤثر                    K_BT_set=eVds<p>_N<p>_N+1 ظاهر مي شود. حال فرض كنيد كه يك تشديدگر در يك حالت ثابت است، يعني به آن يك دامنه جابجايي آغازين داده شده و سپس رها شده و يك حركت حالت ناپايدار داشته است. آيا هنوز هم SET به عنوان يك حمام حرارتي براي نوسانگر ظاهر مي شود؟ بررسي زير به اين سؤال مي پردازد و همانطور كه مي فهميم، در واقع SET به عنوان يك حمام عمل مي كند، به شرطي كه يك جدايي وسيع در نوسانگر و معيار زماني ديناميك SET (ε<<1)   علاوه بر ا  تزويج ضعيف وجود داشته باشد.

ما به دنبال يك روش تقريبي براي حل تساوي هاي اصلي بدون بعد (13) و (14) هستيم كه شرايط اتصال ضعيف k< <1 را بكار برد. اين راه حل بايد يك تقريب خوب براي زمان هاي طولاني…

– نتايج :

ما يك بررسي خلاصه از رشته تحقيق NEMS ارائه داده ايم كه در آن روي ديناميك موثر كلاسيك تشديدگر نانو مكانيكي ، به خاطراثر متقابلش با يك سيستم الكترون تونل سازي ، تاكيد كرده ايم . تحت شرايط تزويج ضعيف ديناميك مكانيكي شاخص             ( مخصوص ) ،كه در معيارها ي زماني طولاني تر از ديناميك الكترون تونل سازي رخ   مي دهد ، سيستم الكترون مي تواند به طور موثر بعنوان يك حمام حرارتي عمل كرده و باعث شود كه تشديدگر ، حركت گرمايي Brownian را متحمل شود .

همانگونه كه بيان شد ، شرايط اينكه تشديدگر ، سيستم الكترونيك را به عنوان يك حمام حرارتي دريافت كند ، نسبتا كلي هستند . بنابراين اين طبيعي است كه تامل كنيم كه آيا نوسانگرهاي مكانيكي ديگري هم دور از سيستم هاي متعادل ، با درجات آزادي زياد ، طوري متصل هستند كه نوسان گر حركت Brownian حمام حرارتي را تحمل كند يا نه؟ . نمونه هاي زيادي از اين قبيل در واقع بررسي شده اند . يك نمونه آن ، خنك سازي ليزر Doppler يك يون حفظ شده به شيوه هارمونيك مي باشد ] 52و 51 [

ليزر زير تشديد اتمي طوري تنظيم مي شود كه تغيير Doppler باعث مي شود اتم يك فوتون با جهت ( جريان ) مخالف جهت اتم را جذب كند كه اين منجر به ميرا شدن حركت اتم مي شود . به رغم اين واقعيت كه ميدان اشعه ليزر ، يك حالت متعادل گرمايي نيست ، با اين وجود تحت شرايط اتصال ضعيف و جدايي زياد فواصل زماني ، ديناميك اتم توسط تساوي Fokker- planck توصيف مي شود ، كه در آن دماي موثر خيلي پايين تر از دماي محيط است . ليزر ، يون حفظ شده را خنك مي كند . ديگر نمونه نوسانگر ميكروسكوپي بررسي…