Лабораторная работа

Исследование диэлектрофоретической сборки наноколец из металлических наночастиц в зависимости от напряжения на зонде

Студент группы РЛ6-42

Петров П.П

Проверил

доц. Малышев К.В.

Москва – 2013

1. Постановка задач исследования

Здесь кратко (2 - 3 фразы) описываются объект, предмет, исходное состояние, цель, актуальность, гипотеза и задачи исследования.

Объект исследования – Зондовая нанотехнология. Зондовая нанотехнология – это процесс…Зондовые микроскопы – это… К ним относятся… Такие процессы имеют следующие характерные особенности …

Предмет исследования – Зондовая сборка наноколец из наночастиц с помощью диэлектрофореза (ДЭ). ДЭ – это…Зондовый ДЭ имеет следующие характерные особенности …

Исходное состояние проблемы - методика расчета диэлектрофоретической силы и траекторий движения наночастиц при зондовом диэлектрофорезе. Ее характерные особенности состоят в следующем…

Цель работы диэлектрофоретическую сборку наноколец из металлических наночастиц в зависимости от напряжения на зонде.

Актуальность исследования: Исследование поможет собирать нанокольца заранее заданных размеров . Именно сейчас это пригодится в таких-то устройствах ….

Гипотеза исследования: Увеличение напряжения на зонде увеличит размер собираемого нанокольца.

Задачи исследования:

1) Проверить правильность процедур расчета на эталонном примере.

2) Исследовать зависимость размера собираемого нанокольца от напряжения на зонде.

1. Результаты работы

Здесь на 3 страницах описывается то, что сделал лично автор работы, что он добавил от себя к тому фундаменту, который был описан в исходном состоянии проблемы. Заголовки параграфов повторяют задачи исследования. Каждый параграф заканчивается подробными выводами. Эти выводы в краткой форме образуют следующую главу «Выводы» и станут положениями, выносимыми автором на защиту.

1. Проверка правильности процедур расчета на эталонном примере

Здесь подробно объясняется поведение графиков при изменении параметров в хорошо изученных предельных случаях, допускающих простые объяснения.

Если отключить диэлектрофоретическую силу (рис…) путем выбора малого напряжения на зонде Vmin=0,1 В и большого удаления наночастицы от эпицентра Xmin=1000 нм, то получаем чисто диффузионное движение наночастицы с характерной скоростью Wmin-=… при следующих значениях остальных параметров….

Минимальное (максимальное) значение скорости Wmin =… (…) и достигается для параметров…. Это объясняется таким-то влиянием параметров на значения … броуновской силы. Значения броуновской силы равны …при следующих значениях параметров…. Из уравнения движения следует, что при этом зависимость координаты наночастицы от времени будет такой-то…

Выводы по этой задаче:

1. Проверена правильность процедур расчета на эталонном примере. При таком –то изменении таких-то параметров скорость диффузии меняется так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно). Программная среда такая-то… При таких –то условиях и параметрах время расчета того-то составляет столько-то…и т.д..

2. Проведенный анализ показывает, что применяемые процедуры расчета верны, и с их помощью можно решать следующие задачи исследования.

1. Исследование диэлектрофоретической сборки наноколец из металлических наночастиц в зависимости от напряжения на зонде

После доказательства правильности разработанных процедур расчета на примере эталона переходим к исследованию нестандартных случаев. Неварьируемые параметры следует выбирать так, чтобы проявлялась нанотехнологическая специфика. В частности, семейства кривых на графиках, отличающихся параметрами наноструктур, должны заметно отличаться, а не сливаться в одну кривую.

Здесь подробно объясняется поведение графиков при изменении напряжения на зонде. Основой этих объяснений являются зависимости диэлектрофоретической силы от напряжения на зонде и других параметров.

Полученные траектории движения наночастиц приведены на рис. … При увеличении напряжения на зонде кривые меняются следующим образом …Это объясняется тем, что диэлектрофоретическая сила F_D растет вместе с напряжением на зонде, а броуновская сила от него не зависит. Из уравнения движения видно, что увеличение напряжения на зонде увеличивает скорость дрейфа. Поэтому…

Минимальное (максимальное) значение скорости дрейфа = …(…) и достигается для таких-то значений таких-то параметров. Это объясняется таким-то влиянием параметров на значения таких-то сил. Значения броуновской и диэлектрофоретической сил становятся равны при следующих значениях напряжения на зонде. Из уравнения движения следует, что при этом зависимость координаты от времени будет изменяться следующим образом… Сравнивая эти значения с адгезионным порогом, делаем вывод о том, что при этих значениях параметров собираемое нанокольцо останется как единое целое на поверхности подложки.

При увеличении напряжения на зонде U среднее значение радиуса и его разброс ведет себя так-то. Это связано следующим образом со взаимным экранированием и дипольным взаимодействием наночастиц.

Выводы по этой задаче:

1. Исследована зависимость скорости дрейфа W от напряжения на зонде U. При увеличении U в диапазоне от … до… W меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно).

2. Исследована зависимость среднего радиуса R нанокольца от напряжения на зонде U. При увеличении U в диапазоне от … до… R меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (подробно).

1. Выводы

В этой главе кратко (2-3 фразы, обязательно с числами) приводятся выводы из всех параграфов главы «Результаты». Формулировки основных выводов повторяют формулировки задач исследования.

1. Проверена правильность процедур расчета на эталонном примере. При таком –то изменении таких-то параметров скорость диффузии меняется так-то. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко). Программная среда такая-то… При таких –то условиях и параметрах время расчета того-то составляет столько-то…

2. Исследована зависимость скорости дрейфа W от напряжения на зонде U. При увеличении U в диапазоне от … до… W меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко).

3. Исследована зависимость среднего радиуса R нанокольца от напряжения на зонде U. При увеличении U в диапазоне от … до… R меняется в диапазоне от … до…. Это объясняется тем-то и тем-то (кратко).

4