نانو ترانزیستور های الکتریکی و نانو لایه های طلا Nano Gold Layer (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : اثر متقابل نانو ذرات طلا با نور به شدت توسط محیط ، اندازه و ابعاد فیزیکی آنها تعیین می شود. میدانهای الکتریکی نوسانی یک پرتوی نوری که در مجاورت یک ذره نانو کلوئیدی منتشر می شود با الکترونهای آزاد تداخل می کنند و باعث نوسان هماهنگ بار الکترون می شوند که با فرکانس نور مرئی همخوانی دارد. این نوسانات تشدید به عنوان پلاسمون های سطحی شناخته می شوند. برای نانو ذرات طلای مونو پراکندگی کوچک (30 نانومتر) ، پدیده تشدید پلاسمون سطحی باعث جذب نور در قسمت آبی-طیف طیف (~ 450 نانومتر) در حالی که نور قرمز (700 ~ نانومتر) منعکس می شود.
نانو _ میکرو الکترونیک روشهای جدیدی برای ساختن نانو ترانزیستورها در مقیاسهای کوچک میپردازد که بعد آنها در حد چند ده نانومتر است که این برگرفته از علمی است که به آن نانو تکنولوژی میگویند.برخلاف نانو ترانزیستور های امروزی که بر پایه حرکت توده ای از الکترونها در ماده رفتار میکنند وسیله های جدید از پدیده های مکانیک کوانتومی در مقیاس نانو پیروی میکنند که دیگر طبیعت گسسته الکترون در آن قابل چشم پوشی نیست .با کوچک کردن تمامی ابعاد افقی و عمودی ترانزیستور، چگالی بار الکتریکی در نواحی گوناگون نانو ترانزیستور افزایش مییابد یا به بیان دیگر تعداد بار الکتریکی در یکای سطح نانو ترانزیستور زیاد میشود. این اتفاق دو پیامد منفی دارد: اول با افزایش چگالی بار الکتریکی امکان تخلیه ی بار الکتریکی از نواحی عایق ترانزیستور افزایش و این اتفاق موجب آسیب رسیدن به ترانزیستور و خرابی آن میشود. این اتفاق مشابه تخلیه ی بار الکتریکی اضافی بین ابر و زمین در پدیده ی آذرخش یا صاعقه است که موجب یونیزه شدن مولکول های هوا به یونهای منفی و مثبت میشود. ثانیاً با افزایش چگالی بار الکتریکی، ممکن است الکترونها تحت تاثیر نیروهای رانشی یا ربایشی که هم اکنون مقدار آن افزایش یافته، از محدودهی شعاع یک اتم خارج شوند و به محدوده ی شعاع اتم مجاور وارد شوند. این اتفاق را در فیزیک کوانتوم، تونل زدن میگویند. تونل زدن الکترون از یک اتم به اتم مجاور، پدیده ای است که در ابعاد کوچک بین الکترونها بسیار اتفاق میافتد. این پدیده اساس کار بعضی قطعات الکترونیکی و بعضی نانو سکوپ ها هم میباشد. اما در نانو ترانزیستور این پدیده، پدیده ی مفیدی نیست، چرا که تونل زدن الکترون از یک اتم به اتم مجاور ممکن است همچنان ادامه یابد و یک جریان الکتریکی را موجب شود. این جریان الکتریکی اگر چه ممکن است بسیار کوچک باشد اما چون ناخواسته و پیش بینی نشده میباشد، همچون یک مسیر نشتی برای جریان الکتریکی رفتار میکند و موجب تغییر رفتار الکتریکی نانو ترانزیستور میشود.
طلا فلزی نرم و شکل پذیر به رنگ زرد روشن و براق است که در مجاورت هوا و آب زنگ نزده و تیره نمی شود.این فلز را می توان به صورت خالص در طبیعت به شکل دانه ای یا تکه ای در میان سنگ ها، کانی های بلوری شده و مواد ته نشینی آبرفتی پیدا کرد.نماد شیمیایی این عنصر، Au از نام لاتین آن aurum به معنی «درخشش سپیده دم» گرفته شده است.ارزش طلا به دلیل کمیابی آن، کاربرد پذیری آسان، تصفیه راحت، مقاومت در مقابل زنگ زدن و خوردگی، رنگ متمایز، واکنش ناپذیری با دیگر عناصر است، ویژگی هایی که در کمتر فلز دیگری دیده می شود.یک گرم از این عنصر را می توان آن قدر چکش زد تا به اندازه یک ورق با مساحت یک متر مربع پهن شود.
نتیجه گیری :
اثر متقابل نانو ذرات طلا با نور به شدت توسط محیط ، اندازه و ابعاد فیزیکی آنها تعیین می شود. میدانهای الکتریکی نوسانی یک پرتوی نوری که در مجاورت یک ذره نانو کلوئیدی منتشر می شود با الکترونهای آزاد تداخل می کنند و باعث نوسان هماهنگ بار الکترون می شوند که با فرکانس نور مرئی همخوانی دارد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک