마이크로나노시스템설계과제

소개

siyoul Jang KMU univ 마이크로나노 시스템 설계
C언어소스포함

목차

1. 계산된 프로그램 (반드시 C 언어로 작성)
2. 계산 결과 데이터
3. 계산 결과에 대한 그래프 (엑셀에서 사용)

본문내용

접촉역학(Contact mechanics)이란 ?

JKR 장치의 이론적 배경인 접촉역학(Contact mechanics)은 1890년대로 거슬러 올라간다. 1896년 독일의 유명한 물리학자인 Hertz(Hertz, Heinrich Rudolf)에 의해 다음과 같은 식이 유도가 되었다.

표면에서 friction이 없는 완전탄성체인 두 반구가 접촉할 때의 외부에서 가해주는 힘(P)과 이때 발생하는 접촉면의 반경(a)과의 관계식으로서 Hertz eq.으로 널리 알려져있다.
실제 위와 같은 시스템을 적용하여 실험한 결과 외부 힘(P0)에 대해 접촉면적(a1)은 많은 경우 Hertz eq.에 의해서 예측되는 값(a0)보다 큰 것이 관찰되었다.
1971년 Jonhson, Kendall, Roberts는 Hertz eq.에서는 두 물질간의 상호작용(interaction)을 고려하지않은 점을 감안하여 실제 관찰되는 접촉면이 Hertz가 예상한 값보다 크게 나타나는 현상을 두 물질간의 계면에서 발생하는 표면/계면에너지의 변화로 설명하였다. 즉, 두 물질간의 고유접착에너지(W)를 통한 에너지 밸런스를 이용하여 다음과 같은 식을 제안하였다.

위 식이 이른바 Johnson-Kendall-Roberts(JKR) eq.으로 알려진 식이다. 앞의 Hertz eq.과 비교하면 W라는 새로운 값이 포함되어있다는 점이 다르며, 두 물질간의 상호작용이 전혀 없는 경우, 즉 W=0 인경우 다시 Hertz eq.으로 되는 것을 알 수 있다.


위 식이 지니는 중요한 의미는 두 탄성체를 접착시키면서 외부에서 가해지는 힘(P)과 접촉면적(a)을 측정하게되면 두 물질간의 고유접착에너지(W)를 구할 수 있게 된다는 점이다. (또한 같은 물질을 서로 접착시키는 경우, 이때 구해지는 W의 반값이 바로 그 물질의 표면에너지이므로 고체물질의 표면에너지를 구할 수 있게된다. ) 앞서 접촉각 방법을 이용하여 고체물질의 표면에너지를 제 3의 액체시료를 이용하여 간접적으로 구할 수 있는 것을 설명하였는데,

참고자료

· 없음