جایگاه علم و تکنولوژی لایه های نازک و مهندسی سطح در توسعه نانو تکنولوژی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

جایگاه علم و تکنولوژی لایه های نازک و مهندسی سطح در توسعه نانو تکنولوژی

چکیده

در سالهای اخیر به دلیل اهمیت بنیادی و کاربردهای بالقوه مواد نانوساختاری در علوم شیمی، فیزیک ، زیست شناسی و مواد توجه زیادی به این مقوله معطوف گشته است . تمایل به مینیاتوری کردن ابزار و بالا بردن ظرفیت ذخیره اطلاعات به ویژه در ساخت قطعات الکترونیکی و اپتیکی ، زمینه های تحقیقاتی وسیعی از نانو تکنولوژی را به بخش مواد نانوساختاری اختصاص داده است .تکنیک های مختلفی برای ساخت نانو ساختارها توسعه یافته است که از علم لایه های نازک نشات گرفته اند و می توان به روش های رشد اپیتاکسی ، لیتوگرافی با باریکه های الکترونی ، رسوب از بخار و روشهای خاص self-Assembly اشاره نمود . مواد نانوساختاری یک گروه جدید از مواد را با خواص متفاوت نسبت به گونه های مولکولی و ساختارهای حالت جامد توده ای ارائه می دهد .این مواد با داشتن اثرات حدی کوانتومی ، رفتار بی همتایی را ایجاد می کنند که می توانند در ساخت دستگاهای جدید اپتیکی ، مغناطیسی ، الکترونیکی ، و ترمو الکتریکی نقش مهمی را ایفا نماید . در این جا سعی می شود رشد علم لایه های نازک و مهندسی سطح در سال های اخیر و تکنولوژی توسعه یافته مرتبط از جمله نانوتکنولوژی مورد بحث قرار گیرد .

مقدمه

علوم نانوبه کلیه پژوهش ها ، بحث ها مطالعات برهمکنشها ، مشاهدات ، اندازه گیری ها و کنترلماده در مقیاس نانو متری اطلاق می شود که در گسترش علوم فیزیک ، شیمی ، مواد ، زیست شناسی و مهندسی تاثیر بسزایی داشته است . علوم نانو دارای پتانسل موثری در تحقیق و تحول علوم و رشد آن ها می باشند .

نانو تکنولوژی به روشی اطلاق می شود که بتوان ابزار و سیستم هایی نظیر نانو مکانیک ، نانو ربات ها ، سنسور ها ، بیو تراشه ها و ... را با کنترل مواد در مقیاس نانو متری ساخت ، مقیاسی که شامل اتم ، مولکول و ساختارهای مولکولی است . نانوتکنولوزی با به واقعیت رساندن اکتیویته ها و فرایند ها در مقیاس نانو، ساختارهای بزرگتری با نظم مولکولی جدید را توسعه می دهد. براساس این ساختارها ، تحت عنوان نانوساختارها ، ابزاآلات کوچکتری ساخته می شود که خواص و قابلیت های فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی جدید را ارائه می دهند . هدف ازعلوم نانو و نانوتکنولوژی شناسایی دقیق این خواص و در نتیجه دستیابی به توان تولید نانو ساختارها و راندمان بالا می باشد. شکل های 1 و2 برخی ازانواع نانوساختارهای اولیه ساخته شده را نشان می دهند .

نظریه جایگزین شدن مولکول ها یا اتم ها که می تواند به عنوان یک انقلاب علمی محسوب شود درسال 1959 توسط ریچارد فینمن برنده جایزه نوبل ارائه گردیده است.

وی معتقد بود با وجود فقدان ابزار تجربی هیچ گونه مانعی برای بررسی در ابعاد نانومتری وجود ندارد . حتی قوانین فیزیک هم محدودیتی را اعمال نمی کنند.بنابراین برای رسیدن به ابعاد کوچکتر نیاز به طراحی مجدد دستگاههای تجربی وجود دارد که البته باید در تصحیح و تطبیق پارامتر ها هم تغییر صورت پذیرد . به عنوان مثال نیروی جاذبه پدیده مهمی است اما نیروهای واندروالس و کشش سطحی نقش فوق العاده ای خواهد داشت . شکل 3 تحول تکنولوژی صورت گرفته درقرن گذشته را نشان می دهد . ملاحظه می شود که شروع قرن بیست و یکم یک بازه زمانی شبه پایدار از تکنولوزی نیمه هادی به نانوتکنولوژی می باشد .

علم لایه های نازک

لایه نازک زیرساختاری است که از نشست لایه های اتمی یک ماده بر روی زیر لایه جامد حاصل می شود . لایه های نازک با ضخامت های بین چند نانومتر تا میکرومتر دارای خواص متفاوتی از مواد بایک می باشند . این تفاوت ها به ویزه در ضخامت های بسیار کم یا در مراحل اولیه رشد مهم جلوه می نماید و اساسا به اجزای میکروساختاری

کروماتوگرافی لایه نازک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

کروماتوگرافی لایه نازک نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد – مایع است و اصول آن مانند کروماتوگرافی ستونی است. ولی در این مورد جسم جاذب جامد را به صورت یک لایه نازک در روی یک قطعه شیشه یا پلاستیک محکم پخش میکنند. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه میگذارند و صفحه را همراه مقدار کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار میدهند. مقدار حلال باید آنقدر باشد که فقط به سطح زیر لکه برسد (شکل الف). حلال به طرف بالای صفحه میرود و اجزاء مخلوط را با سرعتهای متفاوت با خود میبرد. در نتیجه ممکن است تعدادی لکه روی صفحه ظاهر شود. این لکه ها روی یک خط عمود بر سطح حلال ظرف قرار میگیرند (شکل ب).

این روش کروماتوگرافی بسیار آسان است و به سرعت هم انجام میشود. این روش برای تفکیک اجزاء یک مخلوط بسیار مفید است و همچنینی میتوان از آن برای تعیین بهترین حلال استخراج کننده جهت کروماتوگرافی ستونی استفاده کرد.

در TLC میتوان از همان مواد جامد که در کروماتوگرافی ستونی استفاده میشود استفاده کرد و در این میان سیلیکا و آلومینا بیشتر به کار میرود. معمولا جسم جاذب را با مقدار کمی از ماده نگهدارنده مانند گچ شکسته بندی، کلسیم سولفات و یا نشاسته مخلوط میکنند تا جسم جاذب چسبندگی لازم را پیدا کند و به صفحه بچسبد. صفحه ها را میتوان قبل از مصرف تهیه کرد و یا از ورقه های پلاستیکی آماده که در بازار موجود است استفاده نمود.

یکی از مزایای مشخص TLC آن است که احتیاج به مقدار بسیار کمی از نمونه دارد. در بعضی موار میتوان تا مقدار 9-10 گرم را تشخیص داد. اما ممکن است اندازه نمونه تا 500 میکرو گرم برسد. در نمونه های زیاد میتوان از تجربه های تهیه ای استفاده کرد. در این تجربه ها لکه های مختلف را میتراشند و با یک حلال مناسب میشویند (استخراج میکنند). و برای شناسایی (از طریق طیف سنجی) به کار میبرند.

تشخیص لکه های رنگین در روی کروماتوگرام آسان است و برای تعیین محل لکه های اجسام بیرنگ روشهای متعددی وجود دارد. برای مثال میتوان با تابش نور ماوراء بنفش به صفحه محل لکه، ترکیبهایی را که خاصیت فلوئورسانس دارند مشخص کرد. به روش دیگر میتوان جسم جاذب را با ماده فلوئورسانس دار بی اثر دیگری مخلوط کرد. هنگامی که نور ماوراء بنفش به این صفحه بتابد، لکه اجسامی که نور ماورای بنفش را جذب می کنند ولی خاصیت فلوئورسانس ندارند در زمینه فلورسانس دار صفحه به صورت تیره رنگ ظاهر میشوند. در بسیاری موارد دیگر، از معرفهای آشکارساز دیگری استفاده میکنند. این معرفها را میتوان بر روی کروماتوگرام پاشید و لکه ها را ظاهر کرد. سولفوریک اسید، که بسیاری از ترکیبات آلی را به ذغال تبدیل میکند و محلول پتاسیم پرمنگنات نمونه هایی از معرفهای آشکار ساز هستند که به این روش مصرف میشوند. ید نیز معرف آشکار ساز دیگری است که مصرف میشود. در این مورد صفحه را دز ظرفی میگذارند که محیط آن از بخار ید اشباع باشد. بسیاری از ترکیبات آلی ید را جذب میکنند و لکه آنها روی کروماتوگرام رنگین (معمولا قهوه ای) میشود.

در شرایط معین سرعت حرکت ترکیب نسبت به سرعت پیشرفت حلال (Rf) خاصیت مشخصی از ترکیب است. برای تعیین این مقدار مسافتی را که جسم از خط شروع تا وسط لکه را طی کرده است اندازه میگیرند و آنرا به مسافتی که حلال پیموده تقسیم میکنند. این مسافت را با خط شروع یکسانی میسنجند.

بخش عملی

تفکیک مواد رنگی برگ سبز

چند میلی لیتر از مخلوط 2 به یک اتر نفت و اتانول را همراه با چند برگ سبز در هاونی بگذارید و برگها را با دسته هاون له کنید. مایع بدست آمده را به یک قیف جدا کننده منتقل کنید و همان حجم آب مقطر به آن اضافه کنید و تکان دهید. فاز آبی پایینی را دور بریزید. این شستشو را دو بار انجام دهید و هر بار فاز آبی را دور بریزید. و آب تازه اضافه کنید.لایه آلی (بالایی) را به ارلن کوچکی منتقل کنید و به آن 2 گرم سدیم سولفات بدون آب اضافه کنید (برای آب گیری).

رسوب دهی لایه های نازک سخت ویا نرم 30 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 47

رسوب دهی لایه های نازک سخت ویا نرم

مقدمه

مورفولوژی یک پوشش بطور عمده به فناوری بکار گرفته شده بستگی دارد. بطور کلی روشهایی که در آن پوشش از فاز بخار رسوب داده می‌شوند. را می‌توان دو گروه اصلی تقسیم کرد روش رسوب شیمیایی بخار CVD و روش رسوب فیزیکی PVD بعلاوه از روشهایی به نام روشهای کمکی یا تحریک شده نیز استفاده می‌شود. بعنوان مثال روش کمکی پلاسمای رسوب شیمیایی بخار PA-CVD یا فرآیندهای دما توسط مانند روش دما متوسط CVD که با MT-CVD نمایش داده می‌شود نیز گسترش پیدا کرده است. همانطور که در شکل 5.1 نشان داده شده است بعنوان مثال به روشهای فوق مواردی مثل پرایدهای نسوز، کارمیدها، نیتریدها ،اکسیدها وترکیب های مختلفی از این گونه پوششها را میتوان رسوب داد.

5.2 روشهای رسوب شیمیایی بخار

5.2.1 طبقه بندی فناوریهای CVD

در روش رسوب شیمیایی بخار واکنش کننده ها بصورت گاز تامین شده و واکنشهای شیمیایی در اثر گرما در سطح زیر لایه گرم شده انجام می‌شوند. در روشهای CVD معمولا فرآیند در درجه ر600 تا 1100 درجه سانتیگراد انجام می‌شود هزینه فرآیندهایی که در درجه وارستای پایین تر نیز کار می کنند بکار گرفته شده است. در جدول 5.1 می‌توان روشهایی از CVD که بیشتر در صنعت ارز برش بکار می رود را ملاحظه کرد.

In به شکل سنتی خود فناوری CVD بدون فرآیندهای کمکی در فشار محیط مثل پوشش دهی در فشار محیط APCVD ,CVD یا در فشار پایین مثل پوشش دهی به فشار کم CVD استفاده میشود. از فناوری APCVD که به پوشش دهی با دمای بالای (HT-CVD) CVD نیز معروف است بعنوان پرمصرف ترین روش پوشش می‌توان نام برد.

در روش کلاسیک پوشش دهی CVD که از سال 1969 در صنعت بکارگرفته شد از در یک لحظه ای حفاظت شده از اتمسفر محیط،تحت گاز هیدروژن فشار 1 اتمسفر یا کمتر تا 1000C گرم می‌شود. همچنین ترکیبات تبخیر شدنی به اتمسفر هیدروژن اضافه می‌شوند. تا بتوان ترکیبات فلی وغیرفلزی را رسوب داد. یک جنبه مشترک تمام فناوریهای CVD افزودن عنصر مورد نظر در پوشش به شکل یک هالوژن مثل Tic4 در ورد لایه های Ti(cN) یا TiN ,Tic یا مخلوطی از هالوژنها مثل Ticl4 +Bcl3 در مورد لبه های TiB2 می‌توان نام برد.

5.2.2 روش تحت فشار اتمسفر رسوب شیمیایی بخار (APCVD)

وسایل بکار گرفته شده برای رسوب دهی لایه TiN به روش CVD در شکل 5.2 ارائه شده است در این روش یک محفظه واکنش گرم شده و وسایل انتقال گاز مورد نیاز است. در بیشتر موارد زیر لایه به روش هرفت یا تشعشعی ازداخل محفظه پوشش دهی گرم می‌شود. فرآیند با تغییر دادن درجه حرارت قطعات تحت پوشش ترکیب شیمیایی و فشار گانه ها کنترل میشود. همانطور که قبلا اشاره شد واکنشهای هالیه فلزات مثلا با هیدروژن ،نیتروژن یا متان. بکار گرفته می‌شود تا بتوان پوششهایی مثل انواع نیترید ها یا کاربیدهای فلزات را ایجاد کرد.

بعنوان مثال واکنشهای ذیل برای ایجاد پوششهای به ترتیب نیترید نتیتانیوم وکاربید تیتانیوم بکار گرفته می‌شود:

(1)

تخته خر ده چوب

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

تبدیل چوب به لایه های نازک و سپس چسب زدن و قرار دادن آنها بر روی یکدیگر نه تنها شش هزار و لحاظ اقتصادی و جلوگیری از اسراف و تبذیر در مصرف چوب اگر چه ساخت هنری چوبهای لایه ای در ایران از زمانهای گذشته معمول است، ولی تهییه صنعتی تخته لایه سابقه خیلی طولانی ندارد و اولین کارخانه تولید روکش و تخته چند لایه در سال 1344(ه. ش ) در رشت آغاز به کار کرد ودر حال حاضر اکثر کارخانجات صنایع چوب اقدام به تولید تخته لایی و روکش کرده اند که مهمترین این واحدها عبارتند از:

_نکا چوب و شهید رجایی(ساری)

_چوکا گیلان (بندر انزلی)

_روکش چوبی ایران (قزوین)

تعریف تخته لایی: تخته لایه عبارت است از چند لایه چوب نازک (روکش) که پس از چسب زنی به طور متقاطع روی همه موارد قرار می گیرند و از طریق فشار و حرارت دادن به هم می چسبند

انواع لایه در تخته لایه: هر یک از ورقهای چوبی یک تخته چند لایه را لایه می نامند که ممکن است یک تکه باشد و یا از چند قسمت تشکیل شده باشد ودارای انواع زیر است :

لایه خارجی(نمایی): این لایه دو سطح بیرونی تخته را می پوشاند و معولاً از لایه های مرغوب و درجه یک تهیه می شود.

لایه مرکزی(مغز): این لایه کاملا ًدر وسط لایه های دیگر قرار دارد که از یک یا چند ورقه روکش به هم چسبیده درست شده است و اغلب از لایه های کم عرض و درجه دو استفاده می شود. گاهی لایه مرکزی ممکن است از چند قطعه چوب طویل (به طول تخته ) و باریک (به عرضهای مختلف) که در کنار همه موارد به وسیله چسب به هم متصل شده باشد که در اصطلاح تخته لایه ردیفی نامیده می شود. همچنین لایه مرکزی ممکن است از تخته خرده چوب، تخته فیبر، چوب پنبه، اسفنج فشرده و غیره تشکیل شده باشد.

لایه میانی: بین لایه مرکزی و خارجی قرار دارد و بیشتر نقش مقاومت و توازن نیروها را ایفا می کند. این لایه را می توان در تخته چند لایه های بیش از سه لایه یافت

گونه های چوبی مورد مصرف در تخته چند لایه: به طور کلی گونه های مورد استفاده این صنعت در ایران و جهان عبارتند از: راش، افرا، توسکا، گردو، نمدار، گونه های پهن برگ، و گونه های پهن برگ وارداتی مانند: سامبا، آکاژو، آکومه، ماهاگونی،وگونه های متداول در جهان عبارتند از: دوگلاس، پیسه آ، ساپن، ملز،و اکالیپتوس

انواع تخته لایه

تخته لایه دراز تار: تخته ای است که جهت الیاف لایه خارجی آن موازی طول (درازی) تخته باشد

تخته لایه پهنا تار: تخته ای است که جهت الیاف لایه های خارجی آن موازسی عرض تخته باشد

تخته لایه متغادل: تخته ای است که در آن لایه های قرینه نسبت به لایه مرکزی (مغز) دو به دو از یک گونه و با یک ضخامت باشد

تخته لایه مطبق: تخته ای است که تمام الیاف لایه های و احتمالاً مغز آن موازی با الیاف لایه خارجی است

تخته لایه اختر تار: تخته ای است که لایه های آن چنان روی هم گزارده شده اند که ا لیاف آن به شکل ستاره در آید

تخته لایه با مغزی تخته خرده چوب مجوف(سوراخ دار): تخته ای است که مغز آن دارای سوراخ های گوناگونی باشد

تخته لایه مختلط: تخته ای است که مغز آن یا بعضی از لایه های آن از مواد دیگری بجز لایه چوبی و یا چوب یکپارچه باشد. این تخته چند لایه ها حداقل دو لایه در طرفین مغز دارد و الیاف عمود بر یکدیگر است

تخته لایه قالبی: تخته لایه ای است که در اثر فشار به شکل معینی در بیاید و مسطح نباشد

تخته لایه همگن: تخته ای است که همه لایه های آن از یک گونه چوب ساخته شده باشد

تخته لایه ناهمگن: تخته ای است که همه یا تعدادی از لایه یا مغز آن از گونه های مختلف چوب ساخته شده باشد

استاندارد و درجه بندی تخته چند لایه : درجه بندی تخته چند لایه را بر اساس خوبی و بدی سطح درجه بندی می کنند. کیفیت لایه خارجی به اندازه و فراوانی معایبی از قبیل : گره، ترک، و تغییرات رنگ آن بستگی داردکه به این ترتیب به پنج گروه (درجه)N (با کیفیت عالی)،A(حداکثر دارای 3 عیب و گره)،B(حداکثر دارای 6عیب و گره)،C (حد اکثر دارای 9عیب و گره)و D(با کیفیت پایین)تقسیم می توان کرد

به طور کلی تخته چند لایه به 3و5و7و12و15و18 لایه وگاهی اوقات 6و8 لایه وجود دارد که خود به دو دسته سنباده شده و سنباده نشده تقسیم می شود

موارد مصرف تخته چند لا

کارهای ساختمانی: دیوارها، سقف، پوشش کف، استفاده می شود