عنوان پایان‌نامه
اثرات ناجابجایی بررفتار نوسانی نوسانگرهای نانولوله ای گیگاهرتزی
- دانشجو
- عباس غفاری اصفهانی
- استاد راهنما
- سید مهدی واعظ علائی
- رشته تحصیلی
- علوم و فناوری نانو - نانو فیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57463;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5108
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۹۱
- چکیده
- نوسانگرهای نانولوله‌ای، بخش مهمی از سیستمهای نانو الکترومکانیکی هستند که فرکانس عملکرد آنها در بازه‌ی گیگاهرتز است. این نوسانگرها که اخیرا مورد توجه قرار گرفته‌اند، شامل یک نانولوله دو یا چند دیواره اند که نانولوله‌ی داخلی در راستای محور نانولوله نوسان می‌کند. میزان میرایی و یا پایداری نوسانات سیستم به شرایط اولیه، هندسه نانولوله‌ها و میزان خالص بودن آنها بستگی دارد. در این پایان نامه با استفاده از روش دینامیک مولکولی، به شبیه سازی و بررسی اثر وجود پیوندهای کوالانسی بر حرکت نوسانی نانولولههای کربنی چند دو با سه دیواره می‌پردازیم. این پیوندها که با اتصال دیواره‌های نانولوله‌ها به یکدیگر، و یا اتصال اتمهای هیدروژن به دیواره ها به وجود می‌آیند، موجب تغییر هیبریداسیون اتمهای کربن نانولوله‌ها می شوند.شبیه‌سازی نانولولههای دو دیواره نشان می‌دهند، که هیدروژن دار نمودن لایه خارجی با آرایش طولی و یا آرایش حلقوی تاثیر فراوانی بر انرژی جنبشی و پتانسیل نوسانگر داخلی گذارده و در نتیجه فرکانس نوسانی سیستم را کاهش می‌دهد. در نوسانگرهای نانولولههای سه دیواره ابتدا اثرات مربوط به انرژی اولیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج هیدروژن دار نمودن لایه‌ی میانی نوسانگر سه دیواره، با آرایش طولی، نشان داد که حضور اتمهای هیدروژن موجب بینظمی رفتار نوسانی و کاهش فرکانس می شوند. با شبیه‌سازی این سیستم، در مدت زمان طولانی پنج نانو ثانیه، حالتهای پایدار سیستم از بین رفته و سیستم حرکت‌های تصادفی از خود نشان داد. گرچه ایجاد پیوند کوالانسی بین نانولولههای میانی و خارجی، به کاهش فرکانس نوسانی سیستم منجر می‌شود، ولی نظم نوسانات را از بین نمی‌برد. همچنین متصل کردن این دیواره‌‌ها به یکدیگر می‌تواند بینظمی‌های ناشی از وجود اتم هیدروژن را از بین ببرد.
- Abstract
- Applications of multi-walled Carbon Nanotube Oscillators, as gigahertz oscillators have been widely studied in recent years. Design and control of these novel mechanical devices reqiure deep underestanding the effect of defects on oscillatory behaviours of carbon nanotubes. In this thesis, utilizing molecular dynamics method, we investigate the effects of sp3 hybridization defects on the oscillatory behaviors of double- and triple-walled carbon nanotube oscillators. Attaching hydrogen atoms in either row (along) or ring (around the outer nanotube), lead to a considerable reduction of the frequency of both double- and triple-walled oscillators. Long time of about 5 ns simulation indicates the hydrogenization of the middle nanotube can change oscillatory behaviours of inner nanotube to a stochastic motion. Although, the sp3 interlayer bonds betwenn the the outer walls can reduce the frequency of the triple-walled system, but it can stabilize the stochastic concequences of attaching hydrogen atoms.
