تولید نانو اَبَرخازن ها با استفاده از نانو ذرات (یک ماده پیزواِلکتریک و فرواِلکتریک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: تولید نانو اَبَرخازن ها با استفاده از نانو ذرات که می توانند قطبی شوند به گونه ای که بتوان انرژی الکتریکی را ذخیره کرد. فناوری چند لایه نانو ساختار (حالت جامد) یک ماده دی الکتریک شناخته شده است که در نانو اَبَرخازن ها استفاده می شود زیرا یک ماده پیزوالکتریک و فروالکتریک است.در این کار، با ایجاد فیلترهای غیر فعال، قابلیت ذخیره سازی بین انواع مختلف این نانو لایه های الکتریکی را فراهم میکنند.
میزان خواص الکتریکی در مواد جامد (نانو اَبَرخازن ها) بسیار متنوع است. بر اساس میزان مقاومت (نانو اَبَرخازن ها) در مقابل عبور جریان الکتریکی، مواد مختلف را می توان به دسته های رسانا، نیمه رسانا و عایق دسته بندی کرد. این در حالی است که در ابر رسانا ها ساز و کار متفاوتی برای هدایت الکترون ها وجود دارد.رسانایی الکتریکی یک (نانو اَبَرخازن) را می‌توان به تعداد الکترون های آزادی که تحت تأثیر یک میدان الکتریکی خارجی آزادانه در ماده حرکت می کنند و همچنین موبیلیته (Mobility) که معیاری از توانایی و سرعت حرکت الکترون های آزاد است ، نسبت داد.
خواص دی اِلکتریک یا عایق الکتریکی در(نانو اَبَرخازن ها)
در (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک، یک عایق الکتریکی است که می‌تواند با اعمال میدان الکتریکی قطبیت شود. در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک ایده آل بار آزاد ندارد. هنگامی که یک دی الکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرد، بار های آزاد القائی که در هادی ها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر می کردند، دیگر وجود ندارند. اما چون دی الکتریک (نانو اَبَرخازن ها) بار مقیّد دارد، نمی‌توان نتیجه گرفت که تأثیری بر میدان الکتریکی قرار گرفته در آن ندارند.
اثر پیزو الکتریک یا اثر فشار الکتریکی در (نانو اَبَرخازن ها)
یکی از ویژگی های غیر معمولی که برخی (نانو اَبَرخازن ها) از خود نشان میدهند، پدیدهٔ پیزوالکتریک یا اثر فشار برقی است. با اعمال نیروی خارجی، دو قطبی های این (نانو اَبَرخازن ها) تحریک می شوند و میدان الکتریکی ایجاد می شود. وارونه کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس می کند.
اثر پیرو الکتریسیته یا اثر فشار الکتریکی در(نانو اَبَرخازن ها)
پیروالکتریسیته پدیده ای است که در اثر آن هنگام دادن گرما به یک ماده، آن ماده الکتریسیته تولید می کند این پدیده با پدیده ترموالکتریک در (نانو اَبَرخازن ها) متفاوت است.تغییر دما، موقعیت اتمی را در ساختار بلوری کمی تغییر می دهد، به نحوی که وضعیت قطبی ماده دی الکتریک (نانو اَبَرخازن ها) تغییر می کند. این تغییر قطبی باعث افزایش ولتاژ در(نانو اَبَرخازن ها) می شود.
نتیجه گیری :
تولید نانو اَبَرخازن ها با استفاده از نانو ذرات که می توانند قطبی شوند به گونه ای که بتوان انرژی الکتریکی را ذخیره کرد. فناوری چند لایه نانو ساختار (حالت جامد) یک ماده دی الکتریک شناخته شده است که در نانو اَبَرخازن ها استفاده می شود زیرا یک ماده پیزوالکتریک و فروالکتریک است.در این کار، با ایجاد فیلترهای غیر فعال، قابلیت ذخیره سازی بین انواع مختلف این نانو لایه های الکتریکی را فراهم میکنند.
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک