Analytical study of electromechanical buckling of a micro spherical elastic film on a compliant substrate part I: Formulation and linear buckling of periodic patterns

این کار ارائه یک مطالعه تحلیلی از خم شدن الکترومکانیکی یک فیلم نازک میکرو کروی با یک بستر الاستیک سازگار است. فیلم کروی به نیروهای جاذبه الکترواستاتیک که با اعمال تفاوت ولتاژ بین الکترودهای فیلم کششی بیرونی کروی و الکترود کروی ثابت و پایه داخلی ایجاد می شود، تحت تاثیر قرار می گیرد. هنگامی که ولتاژ اعمال شده کوچک است، فیلم با حفظ شکل کروی کامل آن را متوقف می کند. با این حال، هنگامی که ولتاژ اعمال شده به یک مقدار بحرانی برسد، فیلم به گونه های مرتبه مرتب مرتب می شود (به عنوان مثال چین و چروک سطح کششی). این کار با استفاده از نتایج تجربی مطالعات دیگر، این کار وضعیت بحرانی بحرانی شطرنجی یک بعدی، مربع شطرنجی و شش ضلعی را مورد بررسی قرار می دهد. همانطور که نشان داده شده است، الگوهای ذکر شده در بالا با یک وضعیت بحرانی مرتبط هستند و بنابراین، همه الگوهای ولتاژ خمشی و طول موج بحرانی برابر است. علاوه بر این، با افزایش شعاع سیستم فیلم / بستر، پاسخ انسداد الکترومکانیکی به بی ثباتی کشش الکترومکانیکی الکترودهای دو پلاسما شناخته شده همگرا می شود، که توسط راه حل تحلیلی آشکار می شود. در نهایت، موجهای الاستیک فیلم الکترومکانیکی بافتی می توانند توسط یک سوئیچ ساده / خاموش ولتاژ اعمال شده تولید یا حذف شوند. توانایی تولید و حذف رله های الاستیک به طرز چشمگیری باعث افزایش پتانسیل چنین میکروسیستمی در استفاده های مختلف در زمینه سیستم های میکرو و نانو الکترومکانیکی می شود.