دانلود پایان نامه ارشد :بررسی تصاویرمیکروسکوپ گمانه روبشی با استفاده از تبدیل موجک

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته رشته فیزیک

گرایش :اتمی ومولکولی

عنوان :   بررسی تصاویرمیکروسکوپ گمانه روبشی با استفاده از تبدیل موجک

دانشکده علوم پایه

گروه آموزشی فیزیک

 پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته فیزیک گرایش اتمی ومولکولی

 عنوان:

 بررسی تصاویرمیکروسکوپ گمانه روبشی با استفاده از تبدیل موجک

 استاد راهنما:

دکتر داود رئوفی

 استاد مشاور:

دکتر مهدی حاج ولیئی

 27 اردیبهشت1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شودتکه هایی از متن به عنوان نمونه :***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***متن کامل را می توانید دانلود نمائیدچون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود استفصل اول : طبقه­بندی روش­های تعیین مشخصات مواد براساس نحوه عملکرد 3مقدمه 31-1 روش­های میکروسکوپی 41-2 روش­های براساس پراش 41-3 روش­های طیف سنجی 51-4 روش­های جداسازی 51-5سوزن­ها 81-6 نحوه بر هم کنش سوزن با سطح 91-7 مدهای تماسی 101-8 میکروسکوپ گمانه ی روبشی SPM 111-8-1 میکروسکوپ­های پروبی- روبشی 111-8-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 131-8-3 میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) 141-8-4 میکروسکوپ روبشی جریان تونلی 181-8-5 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 181-8-6 میکروسکوپ نیروی مغناطیسی(MFM) 221-8-7 میکروسکوپ روبشی تونلی (STM) : 22فصل دوم : لایه­نشانی 26مقدمه 272-1 تعریف لایه­نشانی 282-2 تاریخچه لایه­های نازک 282-3 تقسیم بندی لایه­ها از نظر ضخامت 292-4 تقسیم بندی لایه­ها بر اساس رسانایی 302-5 عوامل مؤثر در کیفیت لایه­های نازک 302-6 فرایندهای لایه­نشانی 312-6-1  فرایند تبخیر فیزیکی 312-6-2 روش پراکنشی (کند و پاش) 322-6-3 تبخیر با باریکه الکترونی(E.Beam) 33فصل سوم : تبدیل فوریه ، تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه و تبدیل موجک 35مقدمه 363-1 تبدیل فوریه و تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه (پنجره) 373-2 تبدیل موجک 403-3 مقیاس گذاری 433-4  انتقال 433-2-1 تبدیل موجک پیوسته CWT 443-2-2 تبدیل موجک گسسته DWT 47فصل چهارم : بحث و نتایج 49مقدمه 504-1 مواد و روش ساخت 514-1-1 مواد آزمایش 514-1-2 روش ساخت 514-2 بکارگیری موجک درتصاویر SEM 534-2-1 پارامتر مقیاس 534-2-2 انتخاب تبدیلات موجک 544-2-3 ویژگی خانواده­ی تبدیلات موجک 544-2-4 پروفایل نماینده 544-2-5 پردازش تصویر 554-2-6 تحلیل داده با استفاده از نمودار 594-2-7 معرفی نمودارها 594-2-8 رسم  نمودار داده­های مربوط به جزئیات 594-2-9 رسم  نمودار تقریب مرتبه سوم 61منابع                                                                                                                        . 64فهرست اشکالشکل 1-1 دسته بندی کلی روش­های وآنالیز مواد 7شکل 1-2  انواع شکل­های سوزن شامل نوک تخت، نوک کروی، نوک T شکل و نوک تیز 8شکل 1-3 سمت چپ:  نمایش نمادین بزرگی تغییرات نیروی بین سوزن و سطح در فواصل مختلف سوزن از سطح سمت راست: انحراف تیرک حین رفت و برگشت در نواحی مختلف فاصله از سطح (نیروی جاذبه یا دافعه). 9شکل 1-4 مقایسه نمادین بین حالت تماسی و حالت غیرتماسی 10شکل 1-5 تصویر (a)یک قطعه پیزوالکتریک (b)پروب (سوزن) 12شکل 1-6  طرحی از یک میکروسکوپیک الکترونی 14شکل 1-7 شماتیک اصول عملکرد  AFM 15شکل 1-8 ساختار هندسه سه بعدی واحدهای حافظه  CD تهیه شده توسط   AFM (هر واحدافقی نمودار 250 نانومتر و درجه عمودی 75 نانومتر) 16شکل 1-9 تصویر یک نوع میکروسکوپ نیروی اتمی 17شکل 1-10 تصویر الکترونی روبشی سطح یک فلز با مقیاس یک میکرون اجزاء اصلی و حالت کاری یک SEM  ساده 19شکل 1-11 (a) طرحی از یک میکروسکوپیک الکترونی (b) شکل واقعی میکروسکوپ الکترونی 20شکل1-12 نمودار شماتیکی اجزاء اصلی یک میکروسکوپ الکترونی روبشی 20شکل 1-13 نمایش نمادین اجزای اصلی و اصول عملکرد دستگاه STM 23شکل 1-14 مسیر سوزن در مد جریان ثابت 24شکل1-15ساختاراتمی یک نانوتیوب تک جداره کربن توسطSTM 25شکل 2-1 طرحی از یک دستگاه کندوپاش 33شکل 2-2 تصویر دستگاه کندوپاش تبخیر فیزیکی 34شکل 3-1 روند تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه 38شکل 3-2 نمایش تبدیل  فوریه­ی زمان کوتاه یک سیگنال. طول پنجره زمانی در طول کل زمان سیگنال ثابت است. 40شکل 3-3  تفکیک سیگنال به موجک­های مادر تشکیل دهنده آن با استفاده از ضرائب تبدیل موجک 41شکل 3-4 نحوه عمل در تبدیل موجک 42شکل 3-5 اثر scale factor بر روی یک موجک 43شکل 3-6 انتقال یک موجک 43شکل 3-7 مرحله دوم تبدیل موجک پیوسته 46شکل 3-8 مرحله سوم تبدیل موجک پیوسته 46شکل 3-9 مرحله چهارم تبدیل موجک پیوسته 46شکل 3-10 نمایشی از قدرت تفکیک زمان و بسامد 48شکل 4-1 تصویر SEM لایه نازک مگهمایت در دمای ℃600.... 53شکل 4-2 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نماینده مربوط به دمای ℃ 400....................... 56شکل 4-3 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نماینده مربوط به دمای ℃ 500....................... 57شکل 4-4 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نماینده مربوط به دمای ℃ 600....................... 58شکل 4-5 مقایسه جزئیات مرتبه 1 تصاویر SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600 59شکل 4-6 مقایسه جزئیات مرتبه 2 تصاویر SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600............................ 60شکل 4-7 مقایسه جزئیات مرتبه 3 تصاویر  SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600............................ 60شکل 4-8 نمایش تغییرات پروفایل داده­های تصاویر نانو ذرات مگهمایت در دماهای℃ 400، ℃ 500، ℃600 62فصل اولطبقه­ بندی روش­های تعیین مشخصات مواد براساس نحوه عملکردطبقه­بندی روش­های تعیین مشخصات مواد براساس نحوه عملکرد[4-1].مقدمه:پیشرفت­های اخیر در فناوری نانو مربوط به توانایی­های جدید در زمینه اندازه­گیری و کنترل ساختارهای منفرد در مقیاس نانو می­باشد.در علوم مختلف مهندسی، موضوع اندازه­گیری و تعیین مشخصات از اهمیت کلیدی برخوردار است به طوری که ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی مواد، به مواد اولیه­ی مورد استفاده و همچنین ریزساختار یا ساختار میکروسکوپی به دست آمده از فرایند ساخت بستگی دارد.به عنوان مثال برای شناسایی مواد ، بدیهی است که نوع و مقدار ناخالصی­ها، شکل و توزیع اندازه ذرات، ساختار بلورین و مانند آن در ماهیت و مرغوبیت محصول اثر دارند.در ضمن برای مطالعه ریزساختارها، نیاز بیشتری به ابزارهای شناسایی و آنالیز وجود دارد. در ریزساختار یا ساختار میکروسکوپی مواد، باید نوع فازها، شکل، اندازه، مقدار و توزیع آن­ها را بررسی کرد. در ادامه با توجه به اهمیت دستگاه­ها و روش­های اندازه­گیری و تعیین مشخصات به طبقه­بندی این روش­ها پرداخته می­شود.1-1 روش­های میکروسکوپیبا استفاده از روش­های میکروسکوپی تصاویری با بزرگنمایی بسیار بالا از ماده بدست می­آید. قدرت تفکیک تصاویر میکروسکوپی با توجه به کمترین قدرت تمرکز اشعه محدود می­شود. به عنوان مثال با استفاده از میکروسکوپ­های نوری با قدرت تفکیکی در حدود 1 میکرومتر و با استفاده از میکروسکوپ­های الکترونی، و یونی با قدرت تفکیک بالا در حدود یک آنگسترم قابل دسترسی است. این روش­ها شامل [1]TEM،[2]AFM ،[3]SEM ،[4]STM می­باشد[6،5].1-2 روش­های براساس پراشپراش یکی از خصوصیات تابش الکترومغناطیسی می­باشد که باعث می­شود تابش الکترومغناطیس در حین عبور از یک روزنه و یا لبه منحرف شود. با کاهش ابعاد روزنه به سمت طول موج اشعه الکترومغناطیسی اثرات پراش اشعه بیشتر خواهد شد. با استفاده از پراش اشعه ایکس، الکترونها و یا نوترونها و اثر برخورد آن­ها با ماده می­توان ابعاد کریستالی مواد را اندازه­گیری کرد. الکترونها  و نوترونها  نیز خواص موجی دارند که طول موج آن به انرژی آن­ها بستگی دارد. علاوه بر این هر کدام از این روش­ها خصوصیات متفاوتی دارند. مثلا عمق نفوذ این سه روش در ماده به ترتیب زیر می­باشد. نوترون از اشعه ایکس بیشتر و اشعه ایکس از الکترون بیشتر می­باشد. 1-3 روش­های طیف سنجیاستفاده از جذب، نشر و یا پراش امواج الکترومغناطیس توسط اتم­ها و یا مولکول­ها را طیف سنجی گویند. برخورد یک تابش با ماده می­تواند منجر به تغییر جهت تابش و یا تغییر در سطوح انرژی اتم­ها و یا مولکول­ها شود، انتقال از تراز بالای انرژی به تراز پایینتر، نشر و انتقال از تراز پایین انرژی به تراز بالاتر، جذب نامیده می­شود. تغییر جهت تابش در اثر برخورد با ماده نیز منجر به پراش تابش می­شود.طیف سنجی جرمیروش­های طیف سنجی جرمی از تفاوت نسبت جرم به بار اتم­ها و یا مولکول­ها استفاده می­کنند. عملکرد عمومی یک طیف سنجی جرمی بصورت زیر است:1 - تولید یون­های گازی2 - جداسازی یون­ها براساس نسبت جرم به بار3 - اندازه­گیری مقدار یون­ها با نسبت جرم به بار ثابت1-4 روش­های جداسازیدر نمونه­هایی که حاوی چند جز نا شناخته باشد، ابتدا باید از هم جدا شده و سپس اجزا توسط روش­های آنالیز مشخص می­شود. جداسازی براساس تفاوت در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی صورت می­گیرد. به عنوان مثال حالت ماده، چگالی و اندازه از خصوصیات فیزیکی مورد استفاده و حلالیت نقطه جوش و فشار بخار از خواص شیمیایی مورد استفاده در جداسازی می­باشد.جدول 1-1 طبقه­بندی تجهیزات شناسایی بر مبنای خاصیت فیزیکی مورد اندازه­گیری[1]Tunneling Electron Microscopic[2]Atomic Force Microscopic[3]Scanning Electron Microscopic[4]Scanning Tunneling Microscopicشکل 1-1 دسته­بندی کلی روش­ها و آنالیز مواداز روش­های شناسایی مواد، تحت عنوان آنالیز ریزساختاری آنالیز سطح و آنالیز حرارتی معرفی شده­اند. منظور از آنالیز یا شناسایی ریزساختاری، همان شناسایی میکروسکوپی است. در این حالت، شکل، اندازه و توزیع فازها بررسی می­شود. باید توجه داشت که در ویژگی­های یک نمونه، نه تنها نوع فازها، بلکه شکل، اندازه و توزیع آن­ها نیز اثر گذار هستند. در اصل، سطح مواد جامد به خاطر ارتباط با محیط اطراف، وضعیت شیمیایی یکسانی با حجم نمونه ندارد. از طرف دیگر در بسیاری از کاربردها، سطح نمونه نقش مهم­تری را بازی می­کند. به عنوان مثال، در کاتالیزورها یا آسترهای ضد خوردگی، واکنش سطح با عوامل محیطی، تعیین کننده است. نکته قابل توجه دیگر، آن است که ترکیب شیمیایی در سطح با بدنه تفاوت دارد. بنابراین با تعیین آنالیز شیمیایی کل نمونه، نمی­توان در مورد آنالیز سطح قضاوت کرد آنالیز حرارتی در شناسایی فازی عمل می کنند این روش­ها، اطلاعات بسیار مفیدی از رفتار حرارتی مواد در اختیار پژوهشگران می­گذارند. از این رو، نه تنها برای شناسایی آنها، بلکه در طراحی­های مهندسی نیز استفاده می­شوند. و نیز به ویژه در رشته سرامیک کاربرد دارد و اهمیت آن به دلیل ساخت مواد جدید، روز افزون است.1- 5 سوزن­هابسته به مد مورد استفاده­ی AFM و خاصیت مورد اندازه­گیری از سوزن­های مختلفی استفاده می­شود. زمانی که فرایند اندازه­گیری مستلزم وارد کردن نیروهایی فوق العاده زیاد از جانب سوزن به سطح باشد از سوزن­های الماسی استفاده می­شود. همچنین سوزن­های با روکش­های الماس گونه برای این منظور مورد استفاده قرار می­گیرند. به عنوان مثال در ایجاد نانو خراش­ها با نیروهایی به بزرگی N سرو کار داریم  (این در حالیست که در مد تماسی نیروی وارد بر سطح N می­باشد) و باید از این نوع سوزن­ها استفاده کنیم. پارامترهای هندسی سوزن که نوع کارایی سوزن و میزان دقت نتایج بدست آمده را تعیین می­کنند عبارتند از شکل، بلندی، نازکی (زاویه راس هرم فرضی منطبق بر نواحی نوک)، تیز ی (شعاع دایره فرضی منطبق بر نوک).شکل 1-2  انواع شکل­های سوزن شامل نوک تخت، نوک کروی، نوک T شکل  و نوک تیزسوزن­های T شکل برای نقشه­برداری و آشکارسازی فرورفتگی­های موجود در بخش­های دیواره مانند سطح نمونه به کار می­روند. این در حالی است که سوزن­های نوک تیز این قابلیت را ندارند.-6 نحوه بر هم کنش سوزن با سطحشکل 1-3 به طور نمادین بزرگی و تغییرات نیروی بین سوزن و سطح را در فواصل مختلف سوزن از سطح نشان می­دهد. جهت فلش­ها نشان دهنده نزدیک شدن (رفت) یا دور شدن (برگشت) سوزن نسبت به سطح می­باشد.شکل 1-3سمت چپ: نمایش نمادین بزرگی تغییرات نیروی بین سوزن و سطح در فواصل مختلف سوزن از سطح  سمت راست: انحراف تیرک حین رفت و برگشت در نواحی مختلف فاصله از سطح (نیروی جاذبه یا دافعه).نکته:باید حین فرآیند جاروب سطحی فاصله سوزن از سطح در محدوده مناسبی باقی بماند. چرا که از یک طرف فاصله زیاد (در این نواحی نیروی جاذبه است) موجب کم شدن میزان انحراف لرزانک و کاهش نسبت سیگنال به نویز در تعیین مولفه Z مکان سطح می­شود. از طرف دیگر فاصله بسیار نزدیک موجب وارد شدن نیروی زیاد به سطح می­شود که علاوه ­بر آسیب زدن به ساختار سطح و سوزن موجب کاهش درجه تفکیک خواهد شد.1-7مدهای تماسی[1]مطابق تعریف به ناحیه­ای " ناحیه تماس " می­گویند که نیروی بین سوزن و سطح دافعه باشد. در مقایسه با مدهای دیگر نیروی وارد شده به سطح در مدهای تماسی بزرگتر است. از طرفی به دلیل تماس پیوسته سوزن با سطح حین فرآیند روبش نیروهای اصطکاک قابل توجهی (علاوه­ بر نیروی عمودی) به سطح و سوزن وارد می­شود که موجب آسیب دیدگی سطوح حساس و کند شدن سوزن می­گردد.[1]Touching Modeتعداد صفحه :91قیمت : 14000 تومان 
 

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید