ارتعاشات آزاد صفحه گرافنی مدور، با ملاحظه اثر سطح و عیوب هندسی

Abstract

به­دلیل پیچیدگی در پروسه تولید در ابعاد نانو، اغلب لایه ­های گرافن، دارای عیوب هندسی هستند. یکی از این نوع عیوب، ناشی از عدم وجود یک یا چند پیوند کربنی در لایه گرافن در حین پروسه تولید است. اگر این صفحه گرافنی معیوب یا ناقص در دمای کاری اتاق قرار داشته باشد، حفره یا سوراخ در آن گسترش یافته و حفره­ هایی بزرگ با ساختار بی­شکل تشکیل می­گردد که می­توانند قابلیت مکانیکی گرافن را تحت تأثیر قرار دهند. یکی دیگر از کابردهای صفحات سوراخ­دار گرافنی در دیافرگم­ها و فیلترهای جداسازی است. با توجه به توسعه تجیزات نانو الکترومکانیکی و میکروالکترومکانیکی وجود چنین صفحاتی بسیار توسعه و گسترش پیدا خواهد کرد. از طرفی، با توجه به نسبت بالای سطح به حجم در گرافن، پدیده اثر سطح قابل اغماض نبوده و بایستی تاثیر آن لحاظ گردد. بنابراین، بررسی تاثیر عیوب هندسی یا حفره­ها با درنظرگرفتن اثر سطح برروی رفتار دینامیکی لایه گرافن از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، حفره­ها با چند دایره در محلی دلخواه مدل شده و ارتعاشات آزاد یک صفحه مدور گرافنی با چند سوراخ خارج از مرکز با استفاده از روش تریفتز و با درنظرگرفتن اثر سطح در ابعاد نانو ارائه گردیده است. اثر پارامترهای سطحی در این نوع صفحات بررسی شده و فرکانس­های طبیعی با استفاده از روش کمینه جداسازی مقدار تکین استخراج گردیده است.