بررسی تاثیر پارامترهای ورودی مدل اصطکاکی اچ‌کا بر نیرو و زمان بحرانی در جابه‌جایی نانو ذره طلا

در مقیاس ماکرو نیروهای سطحی مانند اصطکاک و چسبندگی اهمیت کمی دارند و می‌توان از آن‌ها صرف‌نظر کرد، اما در دنیای میکرو/نانو، این نیروها از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشند. بدین منظور، جهت شبیه‌سازی جابه‌جایی نانوذرات مبتنی بر میکروسکوپ نیروی اتمی، می‌توان از مدل‌های اصطکاکی مختلفی ازجمله مدل اصطکاکی اچ‌کا استفاده کرد. محاسبه دقیق نیرو و زمان بحرانی به‌ترتیب به‌منظور صدمه نزدن به ذره و رسیدن ذره به نقطه هدف در فرآیند جابه‌جایی امری مهم و ضروری می‌باشد. در این تحقیق، داده‌ها با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی در سه سطح جمع‌آوری شدند. مقدار نیرو و زمان بحرانی برای هر آزمایش محاسبه شد، سپس با کمک تجزیه‌وتحلیل به روش نسبت سیگنال به نویز به بررسی اثر پارامترهای ورودی مدل اصطکاکی اچ‌کا شامل، ، ، b و m بر کاهش نیروی بحرانی و افزایش زمان بحرانی در جابه‌جایی نانو‌ذره طلا با شعاع 50 نانومتر موجود بر روی بستر اکسید سیلیکون پرداخته‌شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، پارامتر b به‌عنوان اولین پارامتر و m به‌عنوان دومین پارامتر اثرگذار با پایین ترین نسبت سیگنال به نویز بر کاهش نیروی بحرانی و با بالاترین نسبت سیگنال به نویز برزمان بحرانی در سطح 3 به ترتیب با مقادیر 1.869- و 0.3419- می‌باشند.

investigating the effect of hk friction model input parameters on the force and critical time in gold nanoparticle manipulation

in the macro scale, surface forces such as friction and adhesion are of little importance and can be ignored. but in the micro/nano world, these forces are of great importance. for this purpose, in order to simulate the manipulation of nanoparticles based on the atomic force microscope, various friction models can be used, including the hk friction model. accurate calculation of force and critical time, respectively, in order not to damage the particle and to reach the target point in the manipulation process is important and necessary. in this research, data were collected using the taguchi test design method in three levels. the amount of force and critical time were calculated for each test. then, with the help of analysis using the signal-to-noise ratio method, to investigate the effect of the input parameters of the hk friction model including, , ,b and m the reduction of the critical force and the increase of the critical time in mamipulation the gold nanoparticle with a radius of 50 nm on the silicon oxide substrate have been discussed. based on the obtained results, parameter b as the first parameter and m as the second parameter with the lowest signal-to-noise ratio on reducing the critical force and with the highest signal-to-noise ratio at the critical time at level 3 with values of -1.869 and -0.3419.