دانلود پایان نامه ارشد : رشد سطوح ناهموار و بررسی رسانندگی الکتریکی آن |
1-2-1-3 مدل انباشت پرتابی……………………………………………………………………………………………………………………17
1-2-1-4 مدل جامد روی جامد محدود شده……………………………………………………………………………………………18
1-2-2 مدل های پیوسته…………………………………………………………………………………………………………………19
1-2-2-1 معادلهی ادوارد-ویلکینسون……………………………………………………………………………………………………..20
1-2-2-2 معادلهی کاردر-پاریزی-ژانگ…………………………………………………………………………………………………..21
1-3 فرآیند شبیه سازی رشد سطوح توسط نشست بالستیکی ذرات میله ای شکل………………22
فصل 2 بررسی مسئله رسانش متناوب در جامدات بی نظم……………………………………….25
2-1 رسانش متناوب………………………………………………………………………………………………………………….25
2-1-1 عمومیت رسانش متناوب در جامدات بی نظم…………………………………………………………………….26
2-2 مدل ماکروسکوپیک…………………………………………………………………………………………………………..30
2-2-1 بدست آوردن رسانندگی مؤثر وابسته به فرکانس بارهای آزاد……………………………………………32
2-3 گسسته سازی معادله ی رسانش با استفاده از روش حجم محدود………………………………….34
2-4 دستگاه های خطی اسپارس………………………………………………………………………………………………37
فصل 3 نتایج عددی………………………………………………………………………………………………42
3-1 بررسی نماهای مقیاسی سطوح رشد یافته توسط نشست ذرات خطی…………………………….42
3-1-1 نشست ذرات یکسان…………………………………………………………………………………………………………….42
3-1-2 نشست ذرات با اندازه های متفاوت……………………………………………………………………………………..46
3-2 تخلخل……………………………………………………………………………………………………………………………….47
3-3 رسانندگی مؤثر………………………………………………………………………………………………………………….49
3-3-1 نحوه ی توزیع پتانسیل در سطوح بر اساس تغییر فرکانس………………………………………………..50
3-3-2 بررسی تحول زمانی رسانندگی بارهای آزاد در طی فرآیند رشد سطوح…………………………….50
3-3-3 بررسی وابستگی رسانندگی مؤثر به اندازه ی ذرات…………………………………………………………..55
3-3-4 بررسی رابطه ی تخلخل و رسانندگی…………………………………………………………………………………57
3-3-5 رابطه ی رسانندگی مؤثر بارهای آزاد با فرکانس……………………………………………………………….58
61
پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………..62
مقالات ارائه شده……………………………………………………………………………………………………...63
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………..64
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1‑1: نمودار زبری بر حسب زمان در حالت کلی. 8
. 9
10
13
15
15
16
. 17
18
19
23
23
.. 24
28
32
35
38
38
39
43
44
45
46
48
49
……. 51
53
54
55
56
57
58
. 59
60
60
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 3-1: نماهای مقیاسی رشد و زبری برای سطوح رشد یافته از نسشت ذرات خطی یکسان بر روی زیر لایهای با طول . نتایج ارائه شده به ازای 200 بار میانگین گیری میباشد و میانگین خطای کلیهی دادهها از مرتبهی وکوچکتر از آن است………………………………………………………………………………………………………………………………………45
جدول3-2: نماهای رشد و زبری سطوح رشد یافته از نشست ذرات با طولهای متفاوت برای زیر لایهای با طول . میانگین خطای کلیهی دادهها از مرتبهی و کوچکتر از آن میباشد………………………………………………………………………………………………………………………47
مقدمه
مطالعهی فرآیند رشد و ساختار سطح کاربردهای عملی فراوانی در علوم و تکنولوژی دارد و بخش عمده ای از فیزیک حالت جامد و علم مواد را تشکیل میدهد. در واقع اکثر خواص مواد به ساختار و نحوه شکل گیری آنها وابسته است. فرآیندهای رشد سطح نه تنها در گسترهی وسیعی از کاربردهای فیزیکی بلکه در شیمی، بیولوژی و علوم مهندسی نیز نقش مهمی را ایفا می کند. از این رو تا کنون تحقیقات فراوانی مبتنی بر روشهای عددی و یا تحلیلی برای بررسی خواص گوناگون فرآیندهای رشد سطح صورت گرفته است[[i]و[ii]].
در واقع شکل گیری سطوح میتواند ناشی از فرآیندهای متفاوتی باشد. برخی سطوح در نتیجهی حرکت و گسترش فصل مشترک[1] ایجاد شده از شارش سیال در محیط های ناهمگن یا بی نظم شکل می گیرند که بطور مثال به سطوح حاصل از پیشروی آب یا جوهر در کاغذ میتوان اشاره کرد. برخی دیگر از سطوح در اثر کاهش ذرات بوجود می آیند، مانند سطوحی که در اثر فرسایش، خوردگی و یا پوسیدگی ایجاد میشوند[[iii]]. سطوحی نیز در اثر اضافه شدن ذرات رشد می کنند مانند باکتریها، تومورها و بافتهای بیولوژیکی [3و[iv]] و یکی از مهمترین سطوحی که توسط فرآیندهای رشد شکل میگیرند، لایه های نازک هستند که از انباشت های اتمی حاصل می شوند[5-8] و بدلیل خواص ویژهای که دارند کاربردهای فراوانی در علوم و تکنولوژی دارند.
همگی این سطوح در طی فرآیند رشد، زبر یا ناهموار میشوند که این ویژگی ناشی از ماهیت تصادفی فرآیند رشد می باشد که نقشی اساسی در شکلگیری نهایی سطح مشترک دارد. لازم به ذکر است که منشأ این تصادف بستگی به فرآیند رشد مورد مطالعه دارد. بعنوان مثال درمورد پیشروی آب یا جوهر در کاغذ، منشأ این تصادف طبیعت بی نظم محیطی است که فصل مشترک درآن گسترش مییابد و در فرآیند انباشت اتمی، تصادفی بودن مکانهایی که شار ذرات فرودی در بازههای زمانی نامعین تصادفی به آنها می رسند و همچنین حرکت براونی [2]ذرات روی سطح در طی فرآیند پخش سطحی مسئول این ماهیت تصادفی است.
زبری سطوح روی خواص آن اثر میگذارد. بعنوان مثال زبری درخواص اپتیکیلایههای نازک و پراکندگی مؤثر از این لایهها نقش مهمی بر عهده دارد[9]، همچنین در چسبندگی لایهها به یکدیگر و اصطکاک آنها و یا خاصیت الکتریکی لایهها مؤثر است[10-12].
در مطالعهی فرآیندهای رشد علاوه بر ساختار نهایی سطح، دینامیک رشد یعنی تحول زمانی سطح نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در حقیقت بررسی تحول ناهمواری یا زبری سطح در طی پدیدهی رشد میتواند کمک بسزایی در فهم و کنترل این پدیده داشته باشد و از لحاظ کاربردی مهم باشد[13-15].
یکی از مفاهیم مدرنی که برای مطالعهی دینامیک زبری مورد استفاده قرار میگیرد مقیاس بندی[3] است. در واقع بسیاری از کمیتهای قابل اندازهگیری از روابط مقیاس بندی[4] سادهای تبعیت میکنند. بعنوان مثال برای تعداد زیادی از سیستمها پهنای فصل مشترک با توانی از زمان افزایش مییابد و در یک مقدار معین اشباع میشود که این مقدار بصورت یک قانون توانی با سایز سیستم افزایش می یابد.
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1399-10-17] [ 05:43:00 ق.ظ ]
|