جذب چند برابری الکترون ها در دیواره نانو لوله های کربنی چند جداره (CNTs) بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

نکته: نانو لوله‌ها ی چند لایه CNTs خود را به عنوان یک ماده ایده آل برای استفاده در ادوات نانو الکترونیک به دلایل مختلف معرفی می کنند. دیواره آنها به عنوان نوسان ساز آنها به دلیل اندازه و قدرت مکانیکی باید دارای فرکانس رزونانس بسیار بالا (در گیگا هرتز) و فاکتورهای بسیار با کیفیت باشند. 

ساختار لایه ای تو خالی اتمی کامل از نانو لوله های کربنی چند دیواره ای نشان می دهد که می توان از آنها به عنوان یاتاقان های خطی و چرخشی استفاده کرد. توانایی انعطاف پذیری آنها از زاویه های بزرگ و بدون شکستن نشان می دهد که آنها همچنین می توانند برای سوئیچ های مکانیکی و به عنوان لولا استفاده شوند. در دستگاه های نانو مقیاس که هدف آن استفاده از ساختار گرافیکی کامل نانو لوله های کربن است.در هدایت الکترونیکی نانو لوله های چند لایه CNTs هسته داخلی به طور مستقل از دیواره های بیرونی می لغزد. دیواره ها حرکت بدون سایش را نشان می دهند و به دلیل تعامل الکترون در وال ها بین پوسته های نانو لوله ، هسته داخلی به صورت خودکار جمع می شود.

استحکام پیوندهای کربن-کربن به نانولوله های کربن خواص الکترونیکی شگفت انگیز می بخشد. هیچ ماده قبلی ترکیبی از خواص مکانیکی ، حرارتی و الکترونیکی فوق العاده منتسب به آنها را نشان نمی دهد. با این حال ، قدرت رسانایی آنها همان چیزی است که آنها را از هم جدا می کند. نانولوله های کربنی چند لایه از نظر هدایت الکترونیکی قوی ترین موادی است که بشر تاکنون کشف کرده است. بالاترین استحکام کششی یا کرنش شکستگی برای یک نانولوله کربنی تا 63 GPa بود که حدود 50 برابر بیشتر از قویترین رسانا ها میباشد. حتی ضعیف ترین انواع نانو لوله های کربنی چند لایه دارای قدرت چند برابری در هدایت الکترونیکی هستند. این خواص همراه با سبکی نانولوله های کربنی ، در کاربردهایی مانند هوافضا به آنها پتانسیل زیادی می بخشد. خواص الکترونیکی دیواره نانو لوله های کربن نیز فوق العاده است. از هدایت الکتریکی بالایی برخوردار است (قابل مقایسه با مس). به ویژه قابل توجه است که نانو لوله ها می توانند فلزی یا نیمه هادی باشند. عمل نورد تقارن سیستم مسطح را می شکند و با توجه به شبکه شش ضلعی و جهت محوری جهت مشخصی را تحمیل می کند. بسته به ارتباط این جهت محوری و بردارهای واحد که مشبک شش ضلعی را توصیف می کند ، نانو لوله ها ممکن است به صورت الکتریکی مثل فلز یا نیمه هادی رفتار کنند ، برخی از نانو لوله ‌ها دارای رسانایی بالاتر از مس هستند ، در حالی که برخی دیگر بیشتر مانند سیلیکون رفتار می کنند.و قابلیت های ساخت دستگاه های الکترونیکی نانو از نانولوله های چند لایه CNTs وجود دارد. 

نتیجه گیری: 

نانو لوله‌ها ی چند لایه CNTs خود را به عنوان یک ماده ایده آل برای استفاده در ادوات نانو الکترونیک به دلایل مختلف معرفی می کنند. دیواره آنها به عنوان نوسان ساز آنها به دلیل اندازه و قدرت مکانیکی باید دارای فرکانس رزونانس بسیار بالا (در گیگا هرتز) و فاکتورهای بسیار با کیفیت باشند. 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )