گرافن و نانو گرافن Graphen _ Nano graphen دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : نانو گرافن "فوق ماده" نامیده می شود ، لیست طولانی صفات معجزه آسای گرافن باعث می شود که این تقریبا جادویی به نظر برسد ،ساده ترین راه برای توصیف گرافن این است که این یک لایه نازک از گرافیت است - ماده نرم و پوسته پوسته شده که در سرب مداد استفاده می شود.
گرافیت یک آلوتروپ از عنصر کربن است ، به این معنی که دارای اتم های یکسانی است اما آنها به روشی دیگر مرتب شده اند و به ماده ویژگی های مختلفی می دهند. به عنوان مثال ، هر دو الماس و گرافیت اشکال کربن هستند ، با این حال طبیعت آنها بسیار متفاوت است. الماس ها فوق العاده قوی هستند ، در حالی که گرافیت شکننده است. اتم های گرافن به صورت شش ضلعی چیده شده اند.
گرافن ویژگی های نانو الکترونیکی برجسته ، تحرک پذیری الکترونی بسیار بالا و هدایت بی نظیری در مقیاس نانو دارد. رسانای فوق العاده ای است بطوریکه الکترون ها را با سرعت ده برابر بیشتر از سیلیکون منتقل می کند. این ویژگی هاگرافن را به کاندیدای ایده آلی برای کاربردهای نانو الکترونیکی نسل های آتی از قبیل نانو ترانزیستورها، نانو باتری ها، ابر خازن ها و نانو سنسورها مبدل کرده است.استفاده از گرافن را برای برخی کاربردها مانند سوییج های دیجیتالی با نسبت بالای جریان روشن – خاموش محدود کرده است ،خوشبختانه تهییج حبس کوانتومی و اثرات لبه در نانو نوارهای گرافنی با لبه های یکنواخت ، عرض کم (GNRs) و قابل کنترل ، این عیب را پوشش می دهد. کاربردهای الکترونیکی گرافن در آینده نزدیک به تگ های آر اف آی دی، صفحات نمایش با رزولوشن کم ، سنسورها ، پردازش سیگنال آنالوگ و پکیج ادوات الکترونیکی اختصاص خواهد یافت.
از خواص و ساختار الکترونیکی منحصر به فرد نانو ساختارهای کربنی، نظیر نانو لوله ها، گرافن و اکسید گرافن احیاء شده، برای ساخت نانو حسگر ها اســتفاده میشود.در نانو سنسور ها برهمکنش ذرات الکترونیکی نانو گرافنی جذب شــده که این عمل موجب تغییر هدایت الکتریکی در سطح نانو سنسور های گرافنی میشــود. جذب مقدار کم نانو الکترون بــا جنبش مولکولی بسیار کم موجب تغییــر مقاومت نانو گرافن شــده که این مقاومت متناسب با غلظت در نانو سنسور های گرافنی میباشد. شرایط مولکولی مختلف، تغییــرات مختلفی در مقاومت گرافن ایجاد میکنند که این بســتگی بــه الکترون یا الکتــرون دهندگی گرافن در سطح نانو سنسور دارد. از آنجایی که ســطح نویز در گرافن پایین اســت.محدودیت شناسایی با این نانو ســاختار ها بیشتر بوده و حساسیت کمتری دارد. تکرار پذیری این نانو ســاختارها در تولید حسگر کمتر از گرافن و نانو لوله های کربنی اســت.گرافن ، یک لایه کربن تک بعدی ، یک ماده رسانا است ، اما می تواند به صورت نانو سیم به یک نیمه هادی تبدیل شود. این بدان معنی است که آن دارای یک انرژی کافی یا شکاف باند است که در آن هیچ حالت الکترونی وجود ندارد - می تواند روشن و خاموش شود ، و بنابراین ممکن است به یک جز اصلی ترانزیستور های نانو تبدیل شود.
نتیجه گیری :
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک