انعطاف پذیری و صنایع دستی

محدودیتها

  • 1- کیفیت تصویر سطوح تخت، نظیر نمونههایی که پولیش و حکاکی متالوگرافی شدهاند، معمولاً در بزرگنمایی کمتر از 300 تا 400 ، برابر به خوبی میکروسکوپ نوری نیست.
    2- قدرت تفکیک حکاکی بسیار بهتر از میکروسکوپ نوری است، ولی پایین تر از میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ عبوری روبشی است.
    1-8-6 میکروسکوپ نیروی مغناطیسی(MFM)
    در این میکروسکوپ پروب با لایهای نازک از یک ماده فرو مغناطیسی پوشانده میشود و نسبت به خواص مغناطیسی سطح نمونه حساس میباشد. اساس کار آن نیز بصورت دینامیکی یعنی تغییرات بسامد تشدید کانتی لیور اندازهگیری میشود. بسامد به ارتعاش پروب بستگی دارد که پروب به خواص مغناطیسی حساس میباشد بدین ترتیب تغییرات بسامد پردازش شده و تصویری از ساختار مغناطیسی سطح نمونه بدست میآید.
    1-8-7 میکروسکوپ روبشی تونلی (STM):
    میکروسکوپ روبشی تونلی (STM) دستگاهی است که برای بررسی ساختار و خواص سطوح مواد رسانا، بیولوژیک که تا حدی رسانا هستند و همچنین لایههای نازک نارسانا که روی زیرلایه رسانا لایه نشانی شدهاند، در ابعاد زیر نانومتر، بکار میرود مبنای اندازهگیری هندسه و خواص سطحی در این دستگاه بر این واقعیت استوار است که هرگاه فاصله یک سوزن تیز رسانا از یک سطح رسانا حدود چندآنگستروم باشد (متصل نشوند) و اختلاف ولتاژی به بزرگی حدود ده میلی ولت به آن اعمال شود جریان الکتریکی حدود چند نانوآمپر بین سوزن و سطح برقرار میشود. به این پدیده در اصطلاح « جریان تونل زنی » گفته میشود. این پدیده تنها در سایه مکانیک کوانتومی روی میدهد چرا که الکترونها در انتقال از سوزن به سطح و برعکس از ناحیهای میگذرند که انرژی پتانسیل الکترون از انرژی کل آن بزرگتر است (ناحیه بین سوزن و سطح). شکل زیر بطور نمادین اجزای اصلی دستگاه STM را نشان میدهد.

    شکل 1-13 نمایش نمادین اجزای اصلی واصول عملکرد دستگاه STM
    اصول کلی کار STM بدین صورت است که یک سوزن بسیار ظریف و نوک تیز رسانا به یک بازوی پیزوالکتریک متصل شده است. به منظور تنظیم مکان سوزن نسبت به سطح نمونه مورد بررسی با اعمال اختلاف ولتاژهای مناسب به پیزوالکتریکوها ها در راستاهایZ ,y ,x سوزن را به هر نقطه دلخواه از فضای سه بعدی، با دقت آنگستروم، میتوان منتقل کرد. برای تهیه نقشه خصوصیات یک ناحیه از سطح سوزن به بالای تک تک نقاط سطح منتقل میشود (به اینکار در اصطلاح « روبش سطحی » گفته میشود). در این حالت در یک ارتفاع معین اختلاف ولتاژ خاصی بین سطح نمونه و سوزن رسانا اعمال میشود و جریان الکتریکی تونلی اندازهگیری میشود. اندازه این جریان تابعی از جنس سطح، هندسه سطح، فاصله سوزن از سطح و اختلاف ولتاژ اعمال شده میباشد. روشهای مستقیم STM در تعیین مشخصات سطوح در دماهای پایین و در ولتاژهای معمولی ارتباط بین جریان تونلی و مشخصات سوزن و فاصله بین آنها بصورت IT=F(V) ×exp(-2kz) میباشد که ارتفاع سوزن از سطح ثابت نمایی تابعی از »تابع کار« سوزن و سطح و F تابعی از چگالی حالات انرژی الکترونهای سطح است. در صورتی که جنس سطح و چگالی حالات انرژی الکترونها در نقاط مختلف سطح یکسان باشد این روش فرآیند مطمئنی برای تعیین توپوگرافی هندسی سطح مواد، با دقت آنگستروم، محسوب میشود. از طرفی با توجه به فرض یکسان بودن جنس سطح (چگالی حالات انرژی الکترونها) در نقاط مختلف سطح مقدار جریان تونلی تنها تابعی از ارتفاع سوزن از سطح خواهد بود.
    بنابراین در روبش سطحی، ثابت بودن جریان تونلی به معنی ثابت بودن ارتفاع سوزن از سطح میباشد. در نتیجه با ثبت مسیر پیزوالکتریک حین فرآیند روبش سطحی از توپوگرافی هندسی سطح مطلع میشویم.

    شکل 1-14مسیر سوزن در مد جریان ثابت

    شکل1-15 ساختاراتمی یک نانوتیوب تک جداره کربن توسطSTM
    فصل دوم
    لایه نشانی
    مقدمه
    فنآوری لایههای نازک، دارای قدمتی چند هزار ساله است و امروزه نیز یکی از مهمترین و پیچیدهترین شاخههای علمی و فنی جهان را به خود اختصاص داده است. در هزاران سال پیش برای تولید ورقههای نازک طلا در ساخت زیورآلات و تزئین مجسمهها از این فن آوری استفاده میکردند. همچنین در گذشتههای دور بر روی قطعات مسی لایهنشانی جیوه مرسوم بوده است. اما امروزه نانو ذرات به دلیل خواص ویژه و همچنین کاربردهای تکنولوژیکی فراوانی که دارند مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفتهاند به طوری که بخش عظیمی از پیشرفت در زندگی مدرن امروزی، مدیون توسعهی صنعت لایهنشانی میباشد. مهمتر از همه نانوذرات فلزی به دلیل خواص اپتیکی، الکترونیکی و کاتالیزوری ویژهای که دارند، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله صنایع نظامی، صنایع تغذیه، صنایع تزئینی، ارتباطات و الکترونیک به خود اختصاص دادهاند[11].
    بطور کلی خواص فیزیکی و مورفولوژی مواد به ویژه فلزات، در حالت نانو تفاوت بسیاری با خواص آن در حالت کُپهای دارد و همچنین باز پخت لایهها در دماهای مختلف باعث تغییراتی در این خواص میشود.
    برای ایجاد نانو و لایهنشانی معمولاً از دو نوع فرایند، یعنی لایهنشانی فرایند فیزیکی و لایهنشانی فرایند شیمیایی استفاده میشود که هر یک از این فرایندها به روشهای مختلفی انجام میشود در اینجا به تعدادی از این روشها اشاره میشود.
    2-1تعریف لایهنشانی
    لایهنشانی را میتوان به شکلهای زیر تعریف کرد:
    الف) کنترل اتمها از منبع تا سطح زیر لایه را لایهنشانی میگویند.
    ب) وقتی ماده را از حالت کپهای بصورت اتمها یا مولکولها یا یونهای مجزا در آوریم و با کنترل فاز بر روی سطح زیر لایه بنشانیم، پوششی ایجاد میشود که به آن لایه میگویند و به این عمل لایهنشانی گفته میشود.
    2-2 تاریخچه لایههای نازک
    فن آوری لایههای نازک قدمتی در حدود چهار هزار ساله دارد. از این فن آوری در دوران قدیم در صنایع دستی زرورق سازی و ساختن لایههای نازک طلا استفاده میشد. طلا بعلت انعطاف پذیری، نرمی بسیار، چکش خواری، امکان ساخت ورقههای فوق العاده نازک و زیبا از آن و همچنین مقاوم بودن در مقابل خوردگی شیمیایی مورد استفاده قرار میگرفت.

    این نوشته در مقالات و پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.