جلسه دفاع پژوهشی 2 (آقای محبی)
موضوع: اراﺋﻪ ﻣﺪل ﺳﺎزﮔﺎر ﺗﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ ﻣﯿ ﺪان ﻓﺎز ﮐﻮﭘﻞ ﺑﺎ ﻣﮑﺎﻧﯿ ﮏ و درﺑﺮﮔﯿ ﺮﻧﺪه ﻻﯾﻪ سﻄﺤ ﯽ ﺧﺎرﺟ ﯽ ﺑﺮا ي ﭘﺪﯾﺪه ﺑﯽﺷﮑﻞ ﺷﺪن آﻟﯿ ﺎژ ﺳﻪﮔﺎﻧﻪGST
ارائه دهنده: ﺳﺠﺎد ﻣﺤﺒﯽ
اﺳﺘﺎد راﻫﻨﻤﺎ: ﺟﻨﺎب آﻗﺎی دﮐﺘﺮ ﺟﻮاﻧﺒﺨﺖ
اﺳﺘﺎد ﻣﺸﺎور: ﺟﻨﺎب آﻗﺎی دﮐﺘﺮ اﮐﺒﺮزاده
اﺳﺘﺎدان داور: ﺟﻨﺎب آﻗﺎی دﮐﺘﺮ ﺳﯿﻼﻧﯽ، ﺟﻨﺎب آﻗﺎی دﮐﺘﺮ ﺟﻌﻔﺮزاده، ﺟﻨﺎب آﻗﺎی دﮐﺘﺮ ﺟﻤﺸﯿﺪﯾﺎن
چکیده:
آلیاژ سه گانهGST متشکل از عناصر ژرمانیوم، آنتیموان و تلوریوم، به عنوان اصلی ترین ماده تشکیل دهنده حافظه های تغییرفازدهنده مورد توجه قرارگرفته که این ویژگی مهم ناشی از تغییر فاز بسیار سریع و برگشت پذیر ساختارکریستالی به آمورف و بالعکس این آلیاژ است. مطالعات انجام شده بر روی این ماده عموماً بر پایه استفاده از معیارهای ترمودینامیکی، شبیه‌سازی اتمی و مطالعات تجربی بوده اما علاوه بر این روش ها، رویکرد مهم دیگری تحت عنوان روش میدان فاز وجود دارد که میتواند بهخوبی به بررسی ترمودینامیک، سینتیک و تغییرات ساختاری در این ماده بپردازد. در این پژوهش، برای نخستین بار به مدلسازی میدان فاز پدیده بیشکل شدن با حضور اثرات مکانیک در این آلیاژ پرداخته شده است. تا پیش از این، انرژی آزاد مدلهای ارائه شده تنها شامل ترمهای دوچاهه، حرارتی و گرادیان می گردید، از اینرو مدل میدان فاز تنها قادر به بررسی استحاله بیشکل شدن تحت تغییرات دمایی بود که حتی در این موارد هم عدم درنظرگرفتن تنش داخلی و تغییرشکل ساختاری منجر به نتایج غیرفیزیکی میگردد. در این پژوهش، نشان داده شد که اثر مکانیک در قالب کرنش های استحاله و حرارتی و تنش های الاستیک و غیرالاستیک تاثیر چشمگیری بر ایجاد تمرکز تنش بالا در ناحیه صفحه مشترک فازی و ناهمگنی تنش گردیده و عامل اصلی تغییر مورفولوژی فاز حتی بدون اعمال گرادیان حرارتی و اثرات سطحی هستند. در مجموع، با لحاظ کردن اثرات مکانیکی در مدل، برای نخستین بار استخراج شرایط استحاله، تعادل و پایداری برمبنای تنش و دما مورد مطالعه قرارگرفت و در ادامه شبیه سازی و پیاده سازی عددی مربوطه در نرم افزار چندفیزیکه کامسول انجام و نتایج آن مورد بحث قرارگرفت. در نهایت جهت اعتبارسنجی نتایج روابط تحلیلی مربوطه استخراج و با نتایج عددی نانوساختارها مقایسه گردید. نوآوری مهم دیگر این پژوهش، تعریف لایه سطحی خارجی برای نانوساختارGST و بررسی اثرات آن بر ترمودینامیک، نانوساختار و سینتیک بیشکل شدن است. این لایه با ضخامت معین و با استفاده از یک پارامترمشخصه جدید درناحیه مرزی تعریفشده که درآن خواص ماده بصورت پیوسته از GST جامد به گاز تغییرمی نماید که روابط و معادلات کوپل الاستیسیته و میدان فاز آن در این نوشته توسعه داده شده و در ادامه سایر مراحل این پژوهش شامل شبیه سازی ها با اعمال معادلات مربوط به میدان فاز، انتقال حرارت، معادله پواسون برای شبیه سازی اثر ترموالکتریک و معادلات الاستیسیته مورد مطالعه قرارخواهدگرفت.
کلمات کلیدی: روش میدان فاز، آلیاژ GST، استحاله فازی کریستال-آمورف، کرنش استحاله، کشش سطحی، اثر لایه سطحی خارجی