بررسی ساختار نانو مواد و ریزساختارهای نانو الکترونیکی (مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : در علوم نانو ساختار مواد ارتباط بین اتمها، یونها و مولکولهای تشکیل دهنده آن مواد را مشخص میکند. برای شناخت ساختار مواد ابتدا باید به نوع اتصالات بین اتمها و یونها پی برد.
پیوندهای شیمیایی، نحوه اتصال میان اتمها و یونها را مشخص میکنند. بنابراین تفاوت نوع اتصاالت مختلف را در ویژگیهای این پیوندها میتوان مشاهده کرد. به عنوان مثال، در نمک طعام به دلیل وجود پیوند یونی که منجر به محصور شدن الکترونها میشود،(خاصیت رسانایی) مشاهده نمیشود، زیرا الکترونها که حامل و انتقال دهندهی بار الکتریکی هستند، به دلیل محصور شدن امکان حرکت ندارند و چیزی برای انتقال بار الکتریکی در میان ماده وجود نخواهد داشت. در مقابل در فلزات، مانند مس، به دلیل وجود پیوند فلزی که موجب آزادی الکترونها میشود و امکان تحرک الکترونها را فراهم مینماید، میتوان خاصیت رسانایی را انتظار داشت. زیرا الکترونهای آزاد،امکان انتقال بار الکتریکی را در طول ماده فراهم میآورند. اطلاع از نوع پیوندهای اتمی میتواند به شناخت رفتار و خواص مواد کمک کند.
اَدوات ریز ساختارها بر پایه نانو الکترونیک
درباره ریز ساختارها در علوم نانو ممکن است گمان شود موادی که به صورت توده ای در اطراف دیده میشود از گسترده تر شدن نظم ساختاری اولیه به وجود آمده اند. به عبارت دیگر ممکن است تصور شود که مواد تودهای، شکل گسترش یافته ساختار اولیه است و بنابراین تمامی خواص و رفتار ساختار اولیه را دارا خواهد بود. این تصور با مشاهدات رفتاری مواد متفاوت است. به عنوان مثال، در ساختار گرافن با این تصور انتظار میرود که استحکام در راستاهای مختلف متفاوت باشد، زیرا ساختار اولیه در جهت صفحات النه زنبوری دارای استحکام بالا و در جهت عمود بر صفحات، دارای استحکام کمی است.
بنابراین گرافن فقط در برخی جهات خاص باید بتواند قابلیت حرکت نانو ذرات ها روی یکدیگر را داشته باشد.
نکته : گرافن بهترین و کاربردی ترین مواد اولیه در تولید نانو چیپ ها و نانو قطعات الکترونیکی میباشد.
نتیجه گیری در بحث ریزساختارهای نانو :در نتیجه عوامل تاثیرگذار در خواص توده ای مواد به صورت اجمالی و ساده عبارتاند از عناصر تشکیل دهنده مواد، ساختار مواد و ریزساختار مواد. به صورتی ساده میتوان خواص تودهای مواد را مشابه با خصوصیات یک شهر دانست. به طور مثال معماری نانو مواد در بحث الکترونیک بسیار شبیه عناصر تشکیل دهنده مواد به صورت مصالح بکار گرفته شده در ساختمانهای شهر، ساختار مواد که چگونگی قرار گرفتن عناصر در کنار یکدیگر و اتصالات میان آنها را مشخص میکند به صورت ساختمانهای شهر (منظور نظم و یکپارچگی کامل) و ریزساختار که چگونگی کنار هم قرار گرفتن ساختار میکروسکوپی را معین میکند، به صورت الگوهای مشخص در نظر گرفته میشود. ریزساختارها در علم (نانو الکترونیک ) نیز به شدت حیاتی و کاربردی خواهد بود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )