Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ: Mô phỏng, tính toán lý thuyết, tối ưu cấu hình theo nguyên tắc khép kín mạch từ và dãy tích hợp cảm biến từ điện cấu trúc micro nano

Luận văn này định hướng thực hiện theo nội dung mô phỏng, tính toán lý thuyết, tối ưu cấu hình theo nguyên lý khép kín mạch từ và chuỗi tích hợp cảm biến từ-điện với mục đích nâng cao tín hiệu cảm biến một cách hiệu quả và được tiếp cận có cơ sở khoa học và thực tiễn nhất. Luận văn sẽ tổng quát hóa lại hiệu ứng từ giảo, hiệu ứng áp điện và hiệu ứng từ điện để từ đó thấy được sự phát triển cũng như tiềm năng ứng dụng của loại vật liệu tổ hợp multifferoics Tạo tiền đề cơ sở cho những nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ: Mô phỏng, tính toán lý thuyết, tối ưu cấu hình theo nguyên tắc khép kín mạch từ và dãy tích hợp cảm biến từ điện cấu trúc micro nanoĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆNGUYỄN VĂN TUẤNTóm tắt luận văn:MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT, TỐI ƢUCẤU HÌNH THEO NGUYÊN TẮC KHÉP KÍNMẠCH TỪ VÀ DÃY TÍCH HỢP CẢM BIẾN TỪĐIỆN CẤU TRÚC MICRO-NANOChuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện nanoMã số: Đào tạo thí điểmTÓM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌCNGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS. TS. Đỗ Thị Hương GiangHà Nội - 11/2017MỞ ĐẦUCác nghiên cứu trên vật liệu tổ hợp dạng tấm và dạng màng có hiệu ứng từ điện nhờ sự kếthợp hai pha từ giảo và áp điện đã được triển khai mạnh mẽ trong nhóm nghiên cứu tại Khoa Vậtlý kỹ thuật và công nghệ Nano, trường ĐH Công nghệ. Dựa các kết quả nghiên cứu này, nhiềusản phẩm ứng dụng đã được phát triển thành công trong đó phải kể đến cảm biến đo từ trường độnhạy cao, cảm biến đo góc độ phân giải cao, cảm biến đo cường độ dòng điện, la bàn điện tử,cảm biến sinh học,… Nhiều công trình khoa học đã được công bố trên các tạp chí khoa học quốctế có uy tín. Tuy nhiên, hầu hết các kết quả nghiên cứu trên đều dựa trên các nghiên cứu bán thựcnghiệm. Cụ thể, kết hợp việc đo đạc thực nghiệm với tính toán fit lý thuyết dựa trên các số liệuthực nghiệm đo đạc được để giải thích các hiện tượng vật lý trên vật liệu này. Tuy nhiên, việctính toán này dựa trên kết quả đo, để suy ngược lại mô hình vật lý. Như vậy, phụ thuộc vào rấtnhiều yếu tố ví dụ như kết quả đo, liên quan tới cả chủ quan và khách quan.Chính vì vậy, việc mô phỏng tính toán thông qua đó tối ưu cấu hình dựa trên cơ sở lýthuyết và các công cụ phần mềm là một nội dung còn chưa được khai thác trong nhóm nghiêncứu. Với mong muốn tìm hiểu sâu và hoàn thiện cũng như nghiên cứu một cách đầy đủ, hệ thốngcó cơ sở khoa học từ lý thuyết đến thực hiện trên hiệu ứng cũng như vật liệu và ứng dụng trênvật liệu tổ hợp là rất cần thiết.Đối với tất cả các lĩnh vực nói chung, mô phỏng đóng vai trò chủ đạo trong việc đưa mộthệ thống làm việc hiệu quả. Vật lý cũng vậy, vai trò của mô phỏng đóng vai trò then chốt, vàngày nay mô phỏng trong lĩnh vực vật lý tăng chóng mặt cùng với sự phát triển của các công cụtính toán trên máy tính đã góp phần thành công không nhỏ đưa sản phẩm từ lý thuyết ra thực tế.Mô phỏng giúp đưa ra kết quả một cách nhanh chóng và xác định cách tư duy liệu có đúng haykhông, dựa trên những hiểu biết đã biết. Với lĩnh vực vật lý, mô phỏng xuất hiện ở hầu hết mọihướng nghiên cứu như vật lý chất rắn, vật lý hạt nhân, vật lý hạt, vật lý thiên văn. Nhờ vậy, sốlượng các nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm liên quan tới mô phỏng tăng một cách chóngmặt.Mô phỏng giúp đồng nhất hay đưa ra một cách nhìn tổng quan về mỗi quan hệ giữa lýthuyết và thực nghiệm của một hệ vật lý nào đó. Mô phỏng giúp tính toán và phân tích được tínhchất vật lý của một hệ đó, hệ này hầu như không thể nghiên cứu một kỹ lưỡng một cách lý thuyếthay thực nghiệm được.Trong luận văn này, việc mô phỏng sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng điện từ AnsoftMaxwell 3D. Đây là một công cụ chuyên biệt cho phép mô phỏng các hệ điện, từ một cách chínhxác và hiệu quả. Việc kết hợp với những nghiên cứu về lý thuyết và mô phỏng nhằm đưa ra cấuhình tối ưu cho cảm biến, tính toán một số số thông số làm việc từ đó làm cơ sở cho việc tiếnhành chế tạo thử cảm biến đo từ trường. Luận văn sẽ thực hiện tính toán mô phỏng dựa trên cáccấu hình từ đơn giản đơn thanh (single bar) để xây dựng mô hình và kiểm chứng lại so với sốliệu thực nghiệm nhằm khẳng định tính đúng đắn của mô hình. Dựa trên mô hình lý thuyết này,tiếp tục mô phỏng theo các cấu hình mạch từ khép kín và chuỗi cảm biến (array) với mục tiêutăng cường hiệu ứng, tăng cường độ nhạy trong từ trường thấp và do đó tăng cường độ phân giảitrong ứng dụng cảm biến từ trường xuống dưới 0.1 nT.Đây cũng chính là một nội dung nghiên cứu trong đề tài độc lập cấp nhà nước đang đượctriển khai trong nhóm nghiên cứu. Việc tính toán mô phỏng lý thuyết để tối ưu cấu hình rồi dựatrên kết quả đó, triển khai thiết kế chế tạo thực nghiệp là rất cần thiết giúp rút ngắn thời gian vàtiết kiệm chi phí.Do vậy, luận văn này định hướng thực hiện theo nội dung mô phỏng, tính toán lý thuyết,tối ưu cấu hình theo nguyên lý khép kín mạch từ và chuỗi tích hợp cảm biến từ-điện với mục1đích nâng cao tín hiệu cảm biến một cách hiệu quả và được tiếp cận có cơ sở khoa học và thựctiễn nhất.Luận văn sẽ tổng quát hóa lại hiệu ứng từ giảo, hiệu ứng áp điện và hiệu ứng từ điện để từđó thấy được sự phát triển cũng như tiềm năng ứng dụng của loại vật liệu tổ hợp MultifferoicsTạo tiền đề cơ sở cho những nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm..Thông qua việc nghiên cứu các hiệu ứng liên quan cũng như thấy được nhu cầu, luận văntiến hành mô phỏng tối ưu hóa cấu hình của cảm biến theo hướng làm giảm ảnh hưởng củatrường khử từ hay nói cách khác từ thông được tăng cường theo nguyên tắc m ...