دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته فیزیک

گرایش : اتمی و مولکولی

عنوان : بررسی تصاوير ميکروسکوپ گمانه روبشی با بهره گرفتن از تبديل موجک

دانشگاه بوعلی سینا

دانشکده علوم پایه

گروه آموزشي فیزیک

پایان­ نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته فیزیک گرایش اتمی ومولکولی

عنوان:

 بررسی تصاويرميکروسکوپ گمانه روبشی با بهره گرفتن از تبديل موجک

استاد راهنما:

دکتر داود رئوفی

استاد مشاور:

دکتر مهدی حاج ولیئی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه 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 است)

چکیده:

یکی از مقادیر خروجی اعمال تبدیلات موجک تقریب سیگنال اصلی است، که نمایش جامعی از داده­ها را به ما می­دهد.  البته، این موضوع منوط به استفاده­ی صحیح از مرحله تجزیه و مرتبه تقریب آن دارد. این روند را برای تصاویر SEM لايه­های نازک تهيه شده از نانوذرات مگهمایت در دماهای 400،  500 و 600 انجام دادیم. سپس با اعمال تبدیل موجک به عنوان ابزار سنجش و ضرایب آن به عنوان پارامتر­های مقیاس داده­های تصاویر را با بهره گرفتن از نرم افزار متلب  بدست آوردیم.

داده­ها شامل جزئیات مرتبه اول، دوم، سوم و همچنین شامل تقریب از پروفایل نماینده است. آنچه که تحلیل اولیه داده­ها نشان می­دهد آن است که با افزایش دما می­بایست اندازه ذرات بزرگتر شده باشد و یا بهتر است بگوییم جزئیات تصویر افزایش یافته است که این افزایش جزئیات بیانگر افزایش لبه­ ها و نهایتا افزایش لبه­ ها بیانگر عبور از مرز یک ذره است. یعنی، تصاویر مربوط به دماهای  600 و 400 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین جزئیات سیگنال است. با توجه به اینکه نمونه 400 در نمودار رادار نزدیکترین فاصله از مرکز رادار را دارد دارای کمترین جزئیات سیگنال است.

فهرست مطالب:

فصل اول : طبقه­بندی روش­های تعيين مشخصات مواد براساس نحوه عملكرد………. 3

مقدمه…………………………… 3

1-1 روش­های ميكروسكوپي…………………………….. 4

1-2 روش­های براساس پراش………………………………. 4

1-3 روش­های طيف سنجي…………………………….. 5

1-4 روش­های جداسازي……………………………5

1-5سوزن­ها…………………………… 8

1-6 نحوة بر هم كنش سوزن با سطح…………………………….. 9

1-7 مدهاي تماسي…………………………….. 10

1-8 میکروسکوپ گمانه ی روبشی SPM………………………………

1-8-1 میکروسکوپ­های پروبی- روبشی…………………………….. 11

1-8-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)……………………………13

1-8-3 میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) ……………………………14

1-8-4 میکروسکوپ روبشی جریان تونلی…………………………….. 18

1-8-5 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ……………………………18

1-8-6 میکروسکوپ نیروی مغناطیسی(MFM)…………………………… 22

1-8-7 ميكروسكوپ روبشي تونلي (STM)…………………………… 22

فصل دوم : لایه­نشانی…………………………….. 26

مقدمه……………………………. 27

2-1 تعریف لایه­ نشانی…………………………….. 28

2-2 تاریخچه لایه­ های نازک……………………………… 28

2-3 تقسیم بندی لایه ­ها از نظر ضخامت……………………………… 29

2-4 تقسیم بندی لایه­ ها بر اساس رسانایی…………………………….. 30

2-5 عوامل مؤثر در کیفیت لایه­ های نازک……………………………… 30

2-6 فرایندهای لایه ­نشانی……………………………. 31

2-6-1  فرایند تبخیر فیزیکی…………………………….. 31

2-6-2 روش پراکنشی (کند و پاش)…………………………… 32

2-6-3 تبخیر با باریکه الکترونی(E.Beam) ……………………………33

فصل سوم : تبدیل فوریه ، تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه و تبدیل موجک…………… 35

مقدمه……………………………. 36

3-1 تبدیل فوریه و تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه (پنجره)…………………………… 37

3-2 تبدیل موجک………………………………. 40

3-3 مقياس گذاري…………………………….. 43

3-4  انتقال…………………………….. 43

3-2-1 تبدیل موجک پیوسته CWT…………………………….

3-2-2 تبدیل موجک گسسته DWT…………………………….

فصل چهارم : بحث و نتایج…………………………….. 49

مقدمه……………………………. 50

4-1 مواد و روش ساخت……………………………… 51

4-1-1 مواد آزمایش………………………………. 51

4-1-2 روش ساخت……………………………… 51

4-2 بكارگيري موجك درتصاویر SEM………………………………

4-2-1 پارامتر مقیاس………………………………. 53

4-2-2 انتخاب تبدیلات موجک………………………………. 54

4-2-3 ویژگی خانواده­ی تبدیلات موجک………………………………. 54

4-2-4 پروفایل نماینده ……………………………54

4-2-5 پردازش تصویر……………………………. 55

4-2-6 تحلیل داده با بهره گرفتن از نمودار…………………………… 59

4-2-7 معرفی نمودارها…………………………… 59

4-2-8 رسم  نمودار داده ­های مربوط به جزئیات……………………………… 59

4-2-9 رسم  نمودار تقریب مرتبه سوم……………………………. 61

منابع…………………………… 64

فصل اول: طبقه ­بندي روش­هاي تعيين مشخصات مواد براساس نحوه عملكرد

مقدمه:

پيشرفت­هاي اخير در فناوري نانو مربوط به توانايي­هاي جديد در زمينه اندازه­گيري و كنترل ساختارهاي منفرد در مقياس نانو مي­باشد.

در علوم مختلف مهندسي، موضوع اندازه­گيري و تعيين مشخصات از اهميت كليدي برخوردار است به طوري كه ويژگي­هاي فيزيكي و شيميايي مواد، به مواد اوليه­ی مورد استفاده و همچنين ريزساختار يا ساختار ميكروسكوپي به دست آمده از فرايند ساخت بستگي دارد.

به عنوان مثال براي شناسايي مواد ، بديهي است كه نوع و مقدار ناخالصي­ها، شكل و توزيع اندازه ذرات، ساختار بلورين و مانند آن در ماهيت و مرغوبيت محصول اثر دارند.

در ضمن براي مطالعه ريزساختارها، نياز بيشتري به ابزارهاي شناسايي و آناليز وجود دارد. در ريزساختار يا ساختار ميكروسكوپي مواد، بايد نوع فازها، شكل، اندازه، مقدار و توزيع آن­ها را بررسي كرد. در ادامه با توجه به اهميت دستگاه­ها و روش­هاي اندازه­گيري و تعيين مشخصات به طبقه­بندي اين روش­ها پرداخته می­شود.

1-1- روش های میکروسکوپی

با بهره گرفتن از روش­هاي ميكروسكوپي تصاويري با بزرگنمايي بسيار بالا از ماده بدست می­آید. قدرت تفكيك تصاوير ميكروسكوپي با توجه به كمترين قدرت تمركز اشعه محدود می­شود. به عنوان مثال با بهره گرفتن از ميكروسكوپ­هاي نوري با قدرت تفكيكي در حدود 1 ميكرومتر و با بهره گرفتن از ميكروسكوپ­هاي الكتروني، و يوني با قدرت تفكيك بالا در حدود يك آنگسترم قابل دسترسي است. اين روش­ها شامل [1]TEM،[2]AFM ،[3]SEM ،[4]STM می­باشد[6،5].

2-1- روش های براساس پراش

پراش يكي از خصوصيات تابش الكترومغناطيسي می­باشد كه باعث می­شود تابش الكترومغناطيس در حين عبور از يك روزنه و يا لبه منحرف شود. با كاهش ابعاد روزنه به سمت طول موج اشعه الكترومغناطيسي اثرات پراش اشعه بيشتر خواهد شد. با بهره گرفتن از پراش اشعه ايكس، الكترونها و يا نوترونها و اثر برخورد آن­ها با ماده می­توان ابعاد كريستالي مواد را اندازه­گيري كرد. الكترونها  و نوترونها  نيز خواص موجي دارند كه طول موج آن به انرژي آن­ها بستگي دارد. علاوه بر اين هر كدام از اين روش­ها خصوصيات متفاوتي دارند. مثلا عمق نفوذ اين سه روش در ماده به ترتيب زير مي­باشد. نوترون از اشعه ايكس بيشتر و اشعه ايكس از الكترون بيشتر می­باشد.

3-1- روش های طیف سنجی

استفاده از جذب، نشر و يا پراش امواج الكترومغناطيس توسط اتم­ها و يا مولكول­ها را طيف سنجي گويند. برخورد يك تابش با ماده می­تواند منجر به تغيير جهت تابش و يا تغيير در سطوح انرژي اتم­ها و يا مولكول­ها شود، انتقال از تراز بالاي انرژي به تراز پايينتر، نشر و انتقال از تراز پايين انرژي به تراز بالاتر، جذب ناميده مي­شود. تغيير جهت تابش در اثر برخورد با ماده نيز منجر به پراش تابش مي­شود.

طيف سنجي جرمي:

روش­هاي طيف سنجي جرمي از تفاوت نسبت جرم به بار اتم­ها و يا مولكول­ها استفاده مي­کنند. عملكرد عمومي يك طيف سنجي جرمي بصورت زير است:

1 – توليد يون­هاي گازي

2 – جداسازي يون­ها براساس نسبت جرم به بار

3 – اندازه­گيري مقدار يون­ها با نسبت جرم به بار ثابت

4-1- روش های جداسازی

در نمونه­هايي كه حاوي چند جز نا شناخته باشد، ابتدا بايد از هم جدا شده و سپس اجزا توسط روش­هاي آناليز مشخص می­شود. جداسازي براساس تفاوت در خصوصيات فيزيكي و شيميايي صورت می­گيرد. به عنوان مثال حالت ماده، چگالي و اندازه از خصوصيات فيزيكي مورد استفاده و حلاليت نقطه جوش و فشار بخار از خواص شيميايي مورد استفاده در جداسازي مي­باشد.

از روش­هاي شناسايي مواد، تحت عنوان آناليز ريزساختاري آناليز سطح و آناليز حرارتي معرفي شده­اند. منظور از آناليز يا شناسايي ريزساختاري، همان شناسايي ميكروسكوپي است. در اين حالت، شكل، اندازه و توزيع فازها بررسي می­شود. بايد توجه داشت كه در ویژگی­هاي يك نمونه، نه تنها نوع فازها، بلكه شكل، اندازه و توزيع آن­ها نيز اثر گذار هستند. در اصل، سطح مواد جامد به خاطر ارتباط با محيط اطراف، وضعيت شيميايي يكساني با حجم نمونه ندارد. از طرف ديگر در بسياري از كاربردها، سطح نمونه نقش مهم­تری را بازي مي­کند. به عنوان مثال، در كاتاليزورها يا آسترهاي ضد خوردگي، واكنش سطح با عوامل محيطي، تعيين كننده است. نكته قابل توجه ديگر، آن است كه تركيب شيميايي در سطح با بدنه تفاوت دارد. بنابراين با تعيين آناليز شيميايي كل نمونه، نمی­توان در مورد آناليز سطح قضاوت كرد آناليز حرارتي در شناسايي فازي عمل مي كنند اين روش­ها، اطلاعات بسيار مفيدي از رفتار حرارتي مواد در اختيار پژوهشگران می­گذارند. از اين رو، نه تنها براي شناسايي آنها، بلكه در طراحي­های مهندسي نيز استفاده می­شوند. و نیز به ويژه در رشته سراميك كاربرد دارد و اهميت آن به دليل ساخت مواد جديد، روز افزون است.

5-1- سوزن ها

بسته به مد مورد استفاده­ی AFM و خاصيت مورد اندازه­گيري از سوزن­هاي مختلفي استفاده می­شود. زماني كه فرايند اندازه­گيري مستلزم وارد كردن نيروهايي فوق العاده زياد از جانب سوزن به سطح باشد از سوزن­هاي الماسي استفاده می­شود. همچنين سوزن­هاي با روكش­هاي الماس گونه براي اين منظور مورد استفاده قرار می­گيرند. به عنوان مثال در ايجاد نانو خراش­ها با نيروهايي به بزرگي N سرو كار داريم  (اين در حاليست كه در مد تماسي نيروي وارد بر سطح N می­باشد) و بايد از اين نوع سوزن­ها استفاده كنيم. پارامترهاي هندسي سوزن كه نوع كارايي سوزن و ميزان دقت نتايج بدست آمده را تعيين می­کنند عبارتند از شكل، بلندي، نازكی (زاويه راس هرم فرضي منطبق بر نواحي نوك)، تيز ي (شعاع دايره فرضي منطبق بر نوك).

سوزن­هاي T شكل براي نقشه­برداري و آشكارسازي فرورفتگی­هاي موجود در بخش­های ديواره مانند سطح نمونه به كار می­روند. اين در حالي است كه سوزن­هاي نوك تيز اين قابليت را ندارند.

[1]Tunneling Electron Microscopic

[2]Atomic Force Microscopic

[3]Scanning Electron Microscopic

[4]Scanning Tunneling Microscopic

تعداد صفحه : 78

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       [email protected]

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.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 

 

برچسب ها :