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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊宜融
研究生(外文):Yi-Rong Yang
論文名稱:以蒙地卡羅法研究奈米膠體液滴乾燥過程之自組成及展透現象
論文名稱(外文):Monte Carlo Study of Nanoparticle Self-assembly and Percolation in Colloidal Droplet Evaporation
指導教授:許經夌
指導教授(外文):Ching-Ling Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:應用物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:35
中文關鍵詞:自組成蒙地卡羅法展透
外文關鍵詞:Monte Carlo Methodself assemblypercolation
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由於光學繞射極限的限制,使的傳統製作奈米級的元件遭遇困難,因此利用自組成的特性,來組裝分子成為一電子元件是一個很吸引人的方法,在這篇論文中,我們將利用蒙地卡羅法來模擬奈米粒子的自組成行為,透過分析不同的參數對自組成的影響,我們期待能對往後製造奈米元件有所幫助。另外由於我們實驗上所製作的電極其間距遠遠超過奈米級的尺度,因此電流在兩電極間的行為必須用percolation理論來分析,且在過去的研究裡很少,甚至沒有人探討過不同大小的奈米粒子以及自組成對percolation現象的影響,因此我將在本論文的後面探討這些因素對percolation現象的影響。
Regarding the difficulties in producing nano devices with optical diffraction limit, we think it an attractive idea of making full use of self-assembly to arrange molecules into an electronic component. In this thesis, we simulate nanoparticle self-assembly behavior with Monte Carlo Method. Based on analysis of the different parameters on the self-assembly behavior, we expect that it will be helpful to producing nano devices. However, in our experiments, because the distance between electrodes is larger than the size of nanoscale, it is necessary to analyze the electron transport properties between the electrodes with percolation theory. Those issues, especially the effects of different sized nano particles and self-assembly on the percolation phenomena, were seldom discussed in former studies. In this thesis, we will discuss about those.
目錄
中文摘要 ………… 第 Ⅰ 頁
英文摘要 ………… 第 Ⅱ 頁
致謝 ………… 第 Ⅲ 頁
目錄 ………… 第 Ⅳ 頁
圖目錄 ………… 第 Ⅴ 頁
第一章 前言 ………… 第 1 頁
第二章 理論 ………… 第 3 頁
2.1 蒙地卡羅電腦模擬: ………… 第 3 頁
2.2 簡介展透理論(Percolation Theory): ………… 第 11 頁
第三章 結果與討論 ………… 第 13 頁
3.1 自組成的探討: ………… 第 13 頁
3.1.1 水痕的特性模擬: ………… 第 12 頁
3.1.2 改變覆蓋率對自組成結果的影響: ………… 第 13 頁
3.1.3 改變各種參數對自組成結果的影響: ………… 第 17 頁
3.2 改變移動的法則對電腦模擬結果的影響 ………… 第 20 頁
3.3 Percolation的探討: ………… 第 22 頁
第四章 總結 ………… 第 26 頁
第五章 未來的展望 ………… 第 27 頁
第六章 參考資料 ………… 第 28 頁

圖目錄
Fig 2.0 機率分佈函數的功用示意圖 第04頁
Fig 2.1 Coarse-Grained Model示意圖 第05頁
Fig 2.2 粒子在液體裡移動的示意圖 第05頁
Fig 2.3 電腦模擬的流程圖 第07頁
Fig 2.4 液體的各種蒸發型式示意圖 第08頁
Fig 2.5 不同的蒸發機制比較 第09頁
Fig 2.6 奈米粒子在蒸發的過程中內聚成薄膜的示意圖 第10頁
Fig 2.7 奈米粒子在蒸發的過程中內聚成薄膜的SEM圖 第10頁
Fig 2.8 奈米粒子在蒸發的過程中內聚成薄膜的電腦模擬結果圖 第10頁
Fig 2.9展透示意圖 第11頁
Fig 2.10 粒子佔據機率示意圖 第11頁
Fig 2.11 Types of Percolation 第11頁
Fig 2.10 奈米粒子沉積在電極之間的示意圖 第12頁
Fig 3.1 無規行走的電腦模擬 第13頁
Fig 3.2 化學能對各個位置的液體位能的影響示意圖 第14頁
Fig 3.2 各種不同覆蓋率下奈米粒子自組成的各種不同形貌 第15頁
Fig 3.3 使用去離子水和PS所形成的自組成形貌以及電腦模擬示意圖 第15頁
Fig 3.4覆蓋率為40%且改變其中一項參數為零的電腦模擬 第17頁
Fig 3.5覆蓋率為40%且改變其中二項參數為零的電腦模擬 第18頁
Fig 3.6覆蓋率為60%的電腦模擬示意圖 第19頁
Fig 3.7粒子間吸引力對形成大面積聚集的影響比較 第19頁
Fig 3.8基板為圓形的邊界而且改變蒸發和凝結及移動法則的電腦模擬圖 第21頁
Fig 3.9各種不同類型的Percolation其critical probabilities理論值 第22頁
Fig 3.10粒子大小為 的Percolation示意圖
第22頁
Fig 3.11粒子大小為 的Percolation示意圖
第23頁
Fig 3.12粒子大小為 的Percolation示意圖
第23頁
Fig 3.13不同粒徑大小的粒子覆蓋在基板的示意圖 第24頁
Fig 3.14加入自組成效應下粒徑3的Percolation示意圖。(有加電極) 第24頁
Fig 3.15加入自組成效應下粒徑5的Percolation示意圖。(有加電極) 第25頁
參考資料
[1] Drying-Mediated Self-Assembly of Nanoparticles", with D.R. Reichman, P.L. Geissler, and L.E. Brus, Nature 426, 271-274 (2003).
[2] Nucleation phenomenon in nanoparticle self-assemblies
V.F. Puntes, N.G. Bastus, I. Pagonabarraga, O. Iglesias, A. Labarta, X. Batlle
[3] M.E.J.NEWMAN and G.T. BARKEMA, “Monte Carlo Methods in Statistical Physics“, Oxford : Clarendon Press ; New York : Oxford University Press, 1999
[4] K.Binder D.W. Heermann, “Monte Carlo Simulation in Statistical Physics : An Introduction“, Berlin ; New York : Springer-Verlag, c1992
[5] Stauffer D., Arahony A., 2001, Introduction to Percolation Theory, Taylor & Francis. Grimmet, G., 1999, Percolation, Springer-Verlag.
[6] Broadbent, S.R., and Hammersley, J.M., 1957, Percolation processes I. Crystals and mazes, Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 53, 629-641
[7] Ge, G. & Brus, L. E. Fast surface diffusion of large disk-shaped nanocrystal aggregates. Nano Lett. 1,219–222 (2001).
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