原子操控虛擬平台之研究 劉國祥、陳俊達
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摘 要
中文摘要 本論文主要目的是以分子動力學理論為基礎，探討利用掃瞄穿隧顯微鏡移動原子之技術，據以建構原子操控虛擬 平台，其目的是希望可在不受真實環境限制之下，提供相關教學及研究之參考。 文中所建構之原子操控虛擬平台是以分子 動力學為基礎，並根據相關文獻之理論與實驗數據，建立操控原子移動的相關數學模式。再利用Borland C++ Builder將所 建立之數學模式，撰寫成原子之運動動態方程式，以模擬原子移動特性。而原子模型則是用TrueSpace及Pro/E等CAD軟體 來製作。最後透過虛擬實境模擬軟體Vimtek EON Studio將其整合為一完整之原子操控虛擬平台系統。 所建構之原子操控 虛擬平台，讓使用者可以利用鍵盤上的操控鍵，操控虛擬原子之移動，達到操控訓練與可視化之目的。 關鍵字：虛擬實境
，分子動力學，掃瞄穿隧顯微鏡
關鍵詞 : 虛擬實境 ; 分子動力學 ; 掃瞄穿隧顯微鏡
目錄
目錄 封面內頁 簽名頁 授權書………....iii 中文摘要………
……….…….………...v 英文摘要……….…...vi 誌謝………
……….…...vii 目錄………...viii 圖目錄………
……….…...….x 表目錄………..xiii 符號說明……
………..xiv 第一章 緒論……….……..………..….…....1 1.1研 究內容…….………..………....…….1 1.2文獻回顧………..……..……..….…….2 1.2.1 分子動力學 理論文獻回顧……..……...…....….2 1.2.2 虛擬實境文獻回顧………...…...……..3 1.2.3 掃瞄探針顯微鏡文獻回顧……
…….…..……...4 1.3 論文架構……….…...…...5 第二章 基本理論分析………..………
……….…...…6 2.1分子動力學基本原理………..…….…….6 2.1.1分子間作用力與勢能函數………..…..…….…..7 2.1.2 截斷勢能………..….….12 2.1.3 無因次化………...……...13 2.2 掃瞄穿遂顯微 鏡原理………..………...15 2.2.1儀器操作理論………..…...16 2.2.2 儀器的架構…………...….…
……..……….….19 第三章 原子操控虛擬平台之模擬結果………...……..…...….….23 3.1單原子之操控模擬………
……….……….23 3.2 利用推的方式操控原子之模擬結果………...…...28 3.3 利用拉的方式操控原子之模擬結果………..
…...…44 第四章 原子操控虛擬平台之架構………...………....…...58 4.1虛擬實境系統簡介…………...…………...…
…....…58 4.1.1 虛擬實境基本分類………..…….….60 4.2原子虛擬操控平台系統軟體架構……….….…61 4.2.1 Vimtek-EON Studio………...…..…...….61 4.2.2虛擬操控平台之設計………...……...….67 4.3 實際場景模型……
………..………...…69 4.4 操控模擬結果……….71 第五章 結論與定義………….……
…..………....…...74 5.1 結論……….……….………..….……74 5.2 建議………..…
…………..….……75 參考文獻………..………..………...…...77 參考文獻
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