راهكار محققان ايراني براي بهبود کيفيت محصولات نانوالکترونيک

پژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف با مطالعه اثرات ناهمگني‌هاي ساختارهاي نانومتري، راهكاري براي بهبود دستگاه‌هاي الکترونيکي نانومقياس ارايه دادند.
به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، مهندس رضا عوض‌محمدي، پژوهشگر اين طرح گفت: اين پژوهش با هدف به دست آوردن يک روش تحليلي براي مدل‌سازي اثر ذرات نانومتري درون بستري ارتجاعي انجام شده است.
وي خاطرنشان كرد: در سال‌هاي اخير، مسائلي همچون مساله حفره استوانه‌يي در محيط بي‌نهايت حل شده بود ولي‌ مساله حفره استوانه‌يي در نيم‌فضا حل نشده؛ لذا در اين پژوهش، با محدود کردن فضاي اطراف حفره نانومتري در يک جهت، مساله جديدي را حل كرديم.
عوض‌محمدي درباره نحوه انجام اين کار گفت: ابتدا روابط موجود براي اثرات سطح در مقياس نانو را به دست آورديم. در اين روابط، معادلات تعادل براي سطح استوانه‌اي که داراي شعاع نانومتري است نوشته شد. در واقع اين روابط مقدار تنش در يک طرف سطح را با وارد کردن تنش سطحي، مرتبط کرده که مقدار آن وابسته به کرنش سطحي و خواص سطح است. مقدار اين تنش سطحي با بزرگ کردن شعاع سطح به سمت صفر ميل کرده و روابط به همان روابط کلاسيک منتهي‌ شدند.
در ادامه، از حل تحليلي براي مواد داراي ناهمگني (بدون در نظر گرفتن اثرات سطح)، استفاده کرديم. اين حل از روشNeuber-Papkovich که روش شناخته شده‌اي در الاستيسيته است، استفاده مي‌كند. در اين حل، ميدان تنش در اطراف يک حفره استوانه‌اي، بدون در نظر گرفتن اثرات سطح به دست آمد.
در مرحله بعد، مساله با در نظر گرفتن شرايط مرزي اثرات سطح حل شد و در نهايت، حل کامل مساله حاصل شد.
در مرحله پاياني، دو مثال براي نمونه حل شد و آلومينيوم براي هر دو مثال، به عنوان ماده زمينه فرض شد. در مثال اول، يک حفره استونه‌اي زير يک سطح آزاد، تحت بار کششي بي‌نهايت قرار گرفت و در مثال دوم، يک ناهمگني استوانه‌اي، تحت يک کرنش يکنواخت داخلي‌ مانند تغيير دما قرار گرفت.
نتايج به دست آمده در هر دو مثال، با مثال‌هاي حل شده متناظر که در آنها اثرات سطح در نظر گرفته نشده بود مقايسه شد و نتايج حاكي از آن است که اثرات سطح، مي‌تواند مقادير تنش را به صورت محسوسي براي شعاع‌هاي کمتر از 20 نانومتر تغيير دهد.
عوض‌محمدي با بيان اينكه در حال حاضر، صنايع بسياري مشغول تهيه مواد الکترونيکي‌ بسيار ريز نانومتري هستند، افزود: مشکل بزرگي که در همه اين صنايع وجود دارد ناهمگني‌هايي با مقياس نانو است که کارکرد کلي اين وسايل را تحت شعاع قرار داده، لذا مطالعه اثرات اين ناهمگني‌هاي بسيار ريز، مي‌تواند موجب بهبود کيفيت اين وسايل شود.
جزئيات اين پژوهش که با همکاري سعيد عباسيون و دکتر Fuqian Yang از دانشگاه Kentucky آمريكا انجام شده، در مجله International Journal of Solids and Structures (جلد 46، صفحات2906–2897، سال 2009) منتشر شده است.

١٥:٥٩ ١٦/١٠/١٣٨٨