انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح نانو لوله های کربنی CNT و CNTs (بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) دکترای آموزشی _ پژوهشی
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : از آنجایی که نانو لوله های کربنی قادرند جریان الکتریسته را به وسیله انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح خود عبور دهند- این جریان صد برابر بیشتر از جریانی است که از سیم مسی عبور میکند- لذا نانو لوله ها انتخاب ایده آلی برای بسیاری از کاربرد های میکرو الکترونیک میباشند.
بر حسب شکل هندسی شان نانو لوله ها بر حسب نحوه رول شدن صفحات گرافیتی سازندۀ شان به صورت رسانا یا نیمه رسانا در میآیند. به عبارت دیگر از آنجا که نانولوله ها در سطح مولکولی همچون یک باریکه سیمی در هم تنیده به نظر میرسند.اتم های کربن در قالب شش وجهی به یکدیگر متصل میشوند و این الگو های شش وجهی دیواره های استوانه ای را تشکیل میدهند که اندازه آن تنها چند نانومتر میباشد. زاویه پیچش نوعی نانو لوله، که به صورت زاویه بین محور الگوی شش وجهی آن و محور لوله تعریف میشود، رسانا یا نارسانا بودن را تعیین میکند. که تغییر شعاع نیز امکان بستن طول باند و عایق نمودن نانو لوله فلزی را فراهم میکند. پس میتوان گفت دو پارامتر اساسی که در این بین نقش اساسی بازی میکنند، یکی ساختار نانو لوله و دیگری قطر و اندازه آن است.از یک هادی به یک نیمه هادی و یا یک عایق قابل تغییر در سطح الکتریکی نانو لوله ها بسته به اینکه مولکول های انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح نانو لوله های کربنی در سطح نانو لوله مناسب میباشد.
نانو لوله های چند جداره کربنی CNTS از بسیاری از لوله های یک جداره متحرک ساخته شده است. به دلیل لایه های اضافی آنها ، لوله های چند جداره از انواع تک دیواره ای قوی تر هستند. CNTs ها انواع نانو لوله های مورد علاقه برای استفاده در ادوات نانو الکترونیک هستند.در نانو لوله ها هر سه اتم کربن قابلیت ذخیره یک یون لیتیم را دارند در حالی که در گرافیت هر شش اتم کربن توانایی ذخیره یک یون لیتیم را دارند. همچنین توانایی ذخیره انرژی در نانو لوله ها چند برابر حجم الکترود های گرافیتی است. با عبور مایع از میان کلاف هایی از نانو لوله های کربنی تک جداره، و چند جداره ولتاژ الکتریکی ایجاد میشود. از این تکنیک برای ساخت حسگرهای جریان مایع برای تشخیص مقادیر بسیار اندک مایعات و نیز برای ایجاد ولتاژ در کاربرد های نانو _ میکرو الکترونیکی نیز استفاده میشود. همچنین نشان داده شده است که مایعات با قدرت یونی بالا ولتاژ بیشتری تولید میکنند.
نتیجه گیری:
انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح نانو لوله های کربنی در سطح نانو لوله به وسیله میزان افزایش نیروی گرمایی و مقاومت نانو لوله ها با ریشه سوم جرم اتمها و مولکولها متناسب است. همچنین حرارت دادن موجب افزایش استحکام نانو لوله شده و مقاومت کششی آن را شش برابر میکند و هدایت انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح نانو لوله های کربنی نیز افزایش می یابد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )