Аналіз методом скінченних елементів оптимізованих наноматеріалів Fe2O3 під дією прикладеного механічного тиску
| Автори | Ankur Saxena1, Tajamul Islam2, A.K. Srivastava2, R.A. Zargar3, S. Chackrabarti4, Javid Gani Dar5, Vipin Kumar6 |
| Афіліація |
1Department of Electronics & Communication Engineering, Guru Nanak University, Hyderabad, 501506 Telangana, India 2Department of Physics, Lovely Professional University, Pagwara, 144411 Punjab, India 3Department of Physics, Guru Nanak University, Hyderabad, 501506 Telangana, India 4Department of Physics, Centre for Nano Science JMI, 110025 New Delhi, India 5Department of Applied Science, Symbiosis International (Deemed University), 412115 Pune, India 6Department of Applied Science,KIET Group of Institutions, Delhi NCR, 201206 Ghaziabad, India |
| Е-mail | rayeesphy12@gmail.com |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 2 |
| Дати | Одержано 02 лютого 2026; у відредагованій формі 15 квітня 2026; опубліковано online 29 квітня 2026 |
| Цитування | Ankur Saxena, Tajamul Islam, A.K. Srivastava, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 2, 02037 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(2).02037 |
| PACS Number(s) | 81.05.y, 76.60.Es, 61.46, 75.50.k, 87.61 |
| Ключові слова | Наноматеріал Fe2O3, Аналіз скінченних елементів, Механічний тиск. |
| Анотація |
Метод скінченних елементів (МСЕ) став потужною альтернативою експериментальним методам дослідження поведінки наноматеріалів, що залежить від тиску, пропонуючи високу точність зі зниженою вартістю та складністю. У цій роботі розроблено тривимірну модель скінченних елементів для аналізу та оптимізації механічної реакції наноматеріалів Fe2O3 під дією прикладеного механічного тиску. Моделюється кубічний кристал Fe2O3 з розмірами 100 нм 100 нм 100 нм, включаючи реалістичні властивості матеріалу, граничні умови та стратегії уточнення сітки. Для оцінки зміни об'ємного співвідношення, розподілу напружень та характеристик зміщення застосовується механічний тиск від 0 до 16 ГПа. Результати показують монотонне зменшення об'ємного співвідношення зі збільшенням тиску, що вказує на пружне стискання та високу структурну стійкість. Аналіз напружень показує неоднорідний розподіл з локалізованою концентрацією поблизу граничних областей, тоді як зміщення залишається мінімальним навіть при високих рівнях тиску, що підтверджує жорсткість Fe2O3. Дослідження збіжності сітки підтверджують числову точність моделі. Оптимізовані результати МСЕ демонструють тісну відповідність з теоретичними прогнозами та описаними експериментальними тенденціями, що підтверджує надійність моделі моделювання. Це дослідження підкреслює ефективність оптимізації на основі МСЕ для прогнозування механічної поведінки наноматеріалів Fe2O3, що залежить від тиску, та надає цінні знання для їх застосування в датчиках тиску, пристроях НЕМС та механічно стійких нанорозмірних системах. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Кінетика росту згустків Ag на мікрокристалах AgBr під дією фемтосекундного імпульсного лазерного випромінювання [02001-1-02001-7]2) Радіаційні дефекти у зелених світлодіодах GaP [02002-1-02002-5]
3) Вплив будови і властивостей перехідної зони між матрицею і наповнювачем на руйнування композиційних покриттів при терті [02003-1-02003-7]
4) Моделювання поширення хвиль у циліндричному хвилеводі з нелінійного метаматеріалу типу Керра за допомогою методу скінченних різниць у часовій області допоміжних диференціальних рівнянь [02004-1-02004-11]
5) Обчислювальна основа на медичних зображеннях для картографування електромагнітного поля та оцінки коефіцієнта питомого коефіцієнта поглинання (SAR) у біологічних тканинах [02005-1-02005-5]
6) Ефект саморозігрівання в GaN діоді з варізонною InGaN мезаструктурою [02006-1-02006-6]
7) Проєктування та аналіз надкомпактної трищілинної шестикутної патч-антени для застосувань в ІоТ у ТГц діапазоні [02007-1-02007-7]
8) Удосконалення чотирьохзондових вимірювань неоднорідних матеріалів [02008-1-02008-5]
9) Термодинамічне моделювання фазового складу структур Si/SiОx, отримуваних фазовим розділенням нестехіометричних оксидів кремнію [02009-1-02009-6]
10) Проєктування та оцінка продуктивності компактної чотирипортової mmWave MIMO-патч-антени, що інтегрує протокол MQTT на частоті 6,6 ГГц у 5G-застосуваннях [02010-1-02010-5]
11) Нанотехнології у ранньому виявленні раку та точній діагностиці: досягнення в нанотехнологіях, технологіях та клінічному застосуванні [02011-1-02011-7]
12) Використання затворів та каналів у графеновому тунельному польовому транзистори (GTFET) у наномасштабі для покращення продуктивності пристроїв [02012-1-02012-5]
13) Незалежні RFID-мітки без орієнтації чіпа з використанням кільцевих структур з квадратними щілинами [02013-1-02013-6]
14) Широкосмугова шестернеподібна щілинна чотирипортова MIMO-антена на підкладці ITO з покращеною ізоляцією за допомогою паразитних впливів для застосувань 5G/WLAN у діапазоні менше 6 ГГц [02014-1-02014-5]
15) Оцінка нанобіосенсорів наступного покоління для виявлення небезпечних біологічних маркерів при захворюваннях [02015-1-02015-5]
16) Низькопрофільна кругла патч-антена у формі півмісяця для застосувань у діапазоні менше 6 ГГц [02016-1-02016-4]
17) Покращення структурних та фізичних властивостей гібридних нанокомпозитів Al 7075–карбід бору–діоксид цирконію [02017-1-02017-7]
18) DGTFET: метод підвищеної чутливості для біосенсорики без міток [02018-1-02018-5]
19) Термокерований трисмуговий метаматеріальний ідеальний поглинач на основі діоксиду ванадію (VO2) для застосування в терагерцовому зв'язку [02019-1-02019-5]
20) Аналіз низькопрофільної шестикутної патч-антени для бездротового зв'язку наступного покоління [02020-1-02020-4]
21) Багатодіапазонна двослотова кругла кільцева мікросмужкова патч-антена з живленням від CPW для застосувань у міліметровому діапазоні 5G [02021-1-02021-5]
22) Аналіз продуктивності структурованого n-i-p та p-i-n перовскітного сонячного елемента без свинцю на основі Cs2TiI6 [02022-1-02022-4]
23) Залежні від матеріалу варіації сенсибілізації протонного опромінення, опосередкованої наночастинками [02023-1-02023-6]
24) Оптична реакція наноплівок золота та хрому, що залежить від товщини: дослідження ефективності плазмонного зондування [02024-1-02024-5]
25) Електропровідність тонких плівок сплавів CoNi та FeNi [02025-1-02025-7]
26) Польовий транзистор на основі плівки відновленого оксиду графену з поглинаючими шарами ZnO та поруватого кремнію для виявлення іонізуючого випромінювання [02026-1-02026-5]
27) Компактна широкосмугова мікросмужкова патч-антена з використанням часткової заземлювальної площини для застосувань міліметрового діапазону 28 ГГц [02027-1-02027-6]
28) Покращення захоплення світла, кероване TCAD, у кремнієвих фотоелектричних елементах за допомогою спроектованих геометрій наноотворів [02028-1-02028-5]
29) Застосування наночастинок заліза для відновлення хрому [02029-1-02029-8]
30) Структурні та оптичні властивості наностержнів ZnO, синтезованих за допомогою екстракту тулші (Ocimum tenuiflorum): екологічний підхід [02030-1-02030-5]
31) Дослідження електричної поведінки одноперехідних сонячних елементів GaAs/Ge [02032-1-02032-7]
32) Вплив золь-гель обробки та відпалу на нанокристалічні тонкі плівки TiO2 для фотоелектричних застосувань [02033-1-02033-4]
33) Магнітоопір в магнітовпордякованих «симетричних» та «несиметричних» сендвічах з ультратонкими прошарками [02034-1-02034-6]
34) Оптимізація відбивної здатності в біізотропних багатошарових дзеркалах: роль співвідношень хіральних та теллегенівських параметрів [02035-1-02035-6]
35) Моделювання впливу розмірів пор на механічні властивості композитів з металевою матрицею, армованих частинками SiC [02036-1-02036-5]
36) Властивості тонких плівок ZnO, легованих Sn, створених шляхом піролізу сонячного розпилення для фотоелектричних застосувань [02038-1-02038-5]
