Μπεϋζιανή συμπερασματολογία σε προβλήματα νανομετρολογίας επιφανειών

Διπλωματική Εργασία uoadl:2897392 53 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Στατιστική και Επιχειρησιακή Έρευνα
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2020-02-17
Έτος εκπόνησης:
2020
Συγγραφέας:
Τσιλίδου Σοφία
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Απόστολος Μπουρνέτας, Καθηγητής, Μαθηματικό, ΕΚΠΑ
Βασίλειος Κωνσταντούδης, Κύριος Ερευνητής, ΙΝΝ, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος
Σάμης Τρέβεζας, Λέκτορας, Μαθηματικό, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μπεϋζιανή συμπερασματολογία σε προβλήματα νανομετρολογίας επιφανειών
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μπεϋζιανή συμπερασματολογία σε προβλήματα νανομετρολογίας επιφανειών
Περίληψη:
Το υπό μελέτη πρόβλημα προέρχεται από τον ερευνητικό χώρο της νανομετρολογίας από και συγκεκριμένα από τις στοχαστικές νανοδομημένες επιφάνειες, οι οποίες χρησιμοποιούνται πολύ στην νανοτεχνολογία. Σε ένα μεγάλο εύρος των εφαρμογών της, η νανοτεχνολογία χρησιμοποιεί περίπλοκες διεργασίες για την παραγωγή νανοδομημένων επιφανειών που χαρακτηρίζονται από τραχύτητα (χωρικά στοχαστικές διακυμάνσεις) που εκτείνεται στη νανοκλίμακα, δηλαδή στο εύρος 1-100nm, όπου 1nm = 1 x 10-9m , με όσο το δυνατόν πιό ελεγχόμενο τρόπο. Η τραχύτητα επιφάνειας είναι ένα μέγεθος που αφορά στη μικροδομή-νανοδομή της επιφάνειας και εκφράζει τις στοχαστικές αποκλίσεις από την ιδανική μορφή μιας επιφάνειας ή από το ιδανικό επίπεδο. Η αξιόπιστη και ασφαλής χρήση αυτών των επιφανειών απαιτεί τον ποσοτικό χαρακτηρισμό τους που συνήθως γίνεται διαμέσου της ανάλυσης των απεικονίσεών τους σε ισχυρά ηλετρονικά και ατομικά μικροσκόπια. Ο χαρακτηρισμός αυτών καθώς και η ανάλυση της αλληλεπίδρασης των επιφανειών (επαφή, τριβή) αποτελεί μία από τις σύγχρονες προκλήσεις της νανομετρολογίας επιφανειών.
Ένα άλλο σημαντικό μέγεθος που απασχολεί την επιστήμη της νανοτεχνολογίας είναι η επιφάνεια επαφής δύο επιφανειών που έρχονται σε επαφή (περιοχή επαφής) καθώς και η μέτρηση αυτής. Ωστόσο, παρά την εκτεταμένη βιβλιογραφία, δεν φαίνεται να έχει διερευνηθεί όσο απαιτείται ο τρόπος υπολογισμού της επιφάνειας διεπαφής. O στόχος της εργασίας αυτής είναι να συμβάλει στην διερεύνηση αυτού του θέματος. Η στοχαστικότητα των επιφανειών εγείρει σημαντικές δυσκολίες στην μελέτη και αυτό είναι το σημείο στο οποίο ως μαθηματικοί-ερευνητές καλούμαστε να προτείνουμε τρόπους προσέγγισης.
Σε αυτή την εργασία, επικεντρωθήκαμε στην επίδραση που έχει η τραχύτητα των επιφανειών στην επιφάνεια επαφής δύο επιφανειών που προσεγγίζουν η μία την άλλη. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν διδιάστατα προφίλ επιφανειών, δηλαδή γραφικές παραστάσεις του ύψους της επιφάνειας z συναρτήσει του μήκους x και κατόπιν μοντελοποιήθηκε ο τρόπος επαφής των επιφανειών με τραχύτητα. Τα διδιάστατα αυτά προφίλ προέκυψαν είτε από προσομοιωμένες επιφάνειες είτε από πραγματικές των οποίων τα δεδομένα της τραχύτητας παρατηρήθηκαν με χρήση τραχύμετρου. Για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της τραχύτητας της κάθε επιφάνειας χρησιμοποιήθηκαν χαρακτηριστικές παράμετροι-μετρικές αυτής. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε το Root Mean Square Roughness (RMS) το οποίο αντιστοιχεί στην τυπική απόκλιση του ύψους της επιφάνειας καθώς και το correlation length (ξ). Τέλος, παρουσιάζεται η προτεινόμενη μεθοδολογία για τον τρόπο υπολογισμού της επιφάνειας διεπαφής με χρήση Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων (ΤΝΔ) καθώς και τα αποτελέσματα από τη μελέτη των προσομοιωμένων και πραγματικών δεδομένων. Για περισσότερη πληρότητα πραγματοποιήθηκε η εκτέλεση μίας πειραματικής διαδιακασίας προκειμένου να συγκριθούν τα πραγματικά-πειραματικά αποτελέσματα με τα αντίστοιχα αποτελέσματα του ΤΝΔ ώστε να αξιολογηθεί περαιτέρω η μεθοδολογία , να προσδιορισθεί η κρισιμότητα των παραμέτρων και η επίδραση τους στα αποτελέσματα καθώς και να προταθούν θέματα για μελλοντική περαιτέρω έρευνα.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Μπεϋζιανή συμπερασματολογία, Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα, Υπολογιστική Νανομετρολογία, Τραχύτητα επιφάνειας, μήκος συσχέτισης, επιφάνεια διεπαφής , τριβή
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
3
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
28
Αριθμός σελίδων:
117
Εργασία Τσιλίδου Σοφία.pdf (6 MB) Άνοιγμα σε νέο παράθυρο