تحلیل ناپایداری استاتیکی و دینامیکی پولین نانومحرک‌های دوسر گیردار نیمه متأثر: تأثیر الکترود زیرلایه

Abstract

تحقیقات بسیار زیادی پیرامون مدلسازی ناپایداری‌های سیستم‌های میکرو/نانو الکترومکانیکی با اندازه یکسان دو الکترود متحرک و زیرلایه تاکنون انجام شده است، ولی پژوهشی که مدل سازی ناپایداری پولین استاتیکی و دینامیکی میکرو/نانومحرک‌ها را با وجود الکترود زیرلایه کوتاه‌تر )نیمه متأثر( و با درنظر گرفتن اثرات ابعاد کوچک مورد بررسی قرار بدهد یافت نشده است. در پژوهش حاضر، رفتار استاتیکی و دینامیکی میکرو/نانوتیر دوسرگیردار نیمه متأثر موردبررسی قرارگرفته و اثرات ناشی از جابه جایی موقعیت و طول الکترود زیرلایه مطالعه شده است. معادلات حرکت غیرخطی اویلر-برنولی و شرایط مرزی متناظر با آن، مبتنی بر تئوری غیرکلاسیک تنش مزدوج اصلاح شده به‌دست آمده اند. برای حل معادلات دیفرانسیل از روش حل عددی المان محدود بهره برده شده است. دقت روش المان محدود مورداستفاده از طریق مقایسه با نتایج به‌دست آمده پژوهش‌های پیشین اعتبارسنجی شده است و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. نتایج نشان‌دهنده این هستند که با کاهش طول الکترود زیرلایه، مقدار ولتاژ و نیروی موئینگی نهایی افزایش می‌یابد. کاهش طول الکترود زیرلایه باعث کاهش اندکی در جابه جایی نهایی می‌شود. در نهایت، یک پارامتر جدید متعادل کننده اثر اندازه-نیروی موئینگی برای نانوتیرها معرفی خواهد شد که باعث تغییر رفتار نانوتیر می‌گردد.