奈米碳管質量感測器之力學分析

Mechanical Analysis of a Carbon Nanotube-Based Mass Sensor

吳協展(Sie-Jhan Wu)

指導教授 ： 張文進

共同指導教授 ： 朱紹舒(Shao-Shu Chu)

崑山科技大學/工程學院/機械工程研究所/碩士(2010年)

摘要

本文以有限元素分析軟體ANSYS來研究單壁奈米碳管質量感測器之振動頻率和靈敏性，內容包含：扶手椅型和鋸齒型兩種不同之奈米碳管結構，以及兩端固定式和懸臂式兩種形式之感測器。研究結果顯示：奈米碳管質量感測器所吸附之質量越接近固定端其振動頻率越大；在相同的長度及吸附相同之質量和位置下，兩端固定式之振動頻率比懸臂式高；奈米碳管質量感測器，其靈敏性隨著吸附質量之增加而降低，所吸附之質量越接近固定端時，其靈敏性亦會降低。此外，當質量感測器吸附相同之質量和位置時，兩端固定式之靈敏性比懸臂式高。

關鍵字

單壁奈米碳管 ； 吸附質量 ； 質量感測器 ； 振動頻率 ； 靈敏性

並列摘要

The vibration frequency and sensitivity of a single-walled carbon nanotube-based mass sensor are studied using ANSYS finite element software package. The content of the article includes： the armchair and zigzag nanostructures, and the fixed-fixed and fixed-free sensors. Results show that the vibration frequency becomes high when the attached mass of the carbon nanotube-based sensor is closed to the fixed end. The vibration frequency of the fixed-fixed sensor is higher than that of the fixed-free sensor when the same length and the same attached mass and location of the sensor are considered. The sensitivity of the sensor decreases with increasing attached mass. The sensitivity also decreases when the attached mass is closed the fixed end. In addition, the sensitivity of the fixed-fixed sensor is higher than that of the fixed-free sensor when the same attached mass and location of the sensor are taken into account.

並列關鍵字

Single-walled carbon nanotube ； attached mass ； mass sensor ； vibration frequency ； sensitivity

參考文獻

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