ترانزیستورهای لایه نازک مبتنی بر نانو لوله های کربنی تک دیواره ( SWNTs) (بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : بسته به نوع تا زدن برگه گرافن نانولوله ها به سه دسته تقسیم می شوند. اگر (m-n ) مضرب صحیحی از 3 باشد، آنگاه نانو لوله فلزی است. در غیراین صورت نیمه هادی است.بسته به تعداد در هم تنیده شده صفحات نانولوله ها به دو دسته SW و MW تقسیم می شوند.
ترانزیستورهای لایه نازک مبتنی بر نانو لوله های کربنی تک دیواره ( SWNTs) قابلیت دسترسی به پدیده های مدرن فیزیکی و قابلیت تحرک بالای حامل ها همچنین بالاترین سرعت اشباع حامل ها را در میان تمام مواد شناخته شده است.ساختاری دو بعدی و یک شبکه شش ضلعی از اتم های کربن است که با پیوند کوالانسی کنار یکدیگر قرار گرفته اند استفاده از آرایه های موازی و مرتب شده ی ( SWNTs) ویژگی قابل توجه انعطاف پذیری بالای آن است. استحکام و نرمی هر دو در این ماده ی شگفت انگیز به خوبی قابل مشاهده اند.
نانولوله های کربنی تک دیواره ( SWNTs) از مهمترین و پرکاربردترین ساختارهای کربنی هستند که آنها از خواص و ویژگیهای منحصر بفردی برخوردار هستند. نانولوله های کربنی علاوه بر اینکه استحکام بسیار باالیی دارند، از انعطاف و پیچشپذیری خوبی نیز برخوردارند. یکی از کاربردهای آنها، کامپوزیت است. مهمترین خاصیت نانولوله ها، هدایت الکتریکی آنهاست که بستگی به میزان نظم قرار گرفتن اتمها، مقدار این پارامتر متغیر است. آنها مولکولهایی استوانهای شکل با انتهای باز یا بسته هستند. ساختار نانو لوله ها مانند صفحهای از گرافیت است که رول شده باشد. برای درک بهتر ساختار نانولوله یک الیه گرافیت را در نظر بگیرید. اتمهایی را که در یک ردیف قرار گرفتهاند با (m,n )که نشان دهنده مختصات یک نقطه در صفحه است ، مکان یابی میکنیم. به طوری که مختصات n ،مربوط به ستون اتمها و مختصات m مربوط به ردیف اتمها باشد. همانطور که میدانیم برای تهیه یک لوله از یک صفحه، کافی است یک نقطه از صفحه را روی نقطه ی دیگر قرار دهیم. یک نانو لوله مانند صفحه گرافیتی است که به شکل لوله درآمده باشد. بسته به اینکه چگونه دو سر صفحه گرافیتی به یکدیگر متصل شده باشند، انواع مختلفی از نانولوله ها را خواهیم داشت.
این لوله ها به علت آنکه دارای قطر چند نانومتری میباشند نانو لوله های کربنی تک دیواره ( SWNTs) نام گرفته اند. یعنی ما با اتصال دونقطه ی یک صفحه گرافیتی به هم، لولهای را به دست آورده ایم که قطر فضای خالی داخلی آن (چند میلیاردم یک متر است ) اگر طول یک متر را به یک میلیارد قسمت تقسیم کنیم، ضخامتی معادل یک نانومتر به دست میآید.
نتیجه گیری ساخت ترانزیستورهای لایه نازک :
در ساختار ترانزیستورهای لایه نازک مبتنی بر نانو لوله های کربنی تک دیواره ( SWNTs) یکی از ویژگیهای مکانیکی مهم مواد، استحکام ماده است که توسط روشهایی میتوان میزان این استحکام را سنجید. روش شبیه سازی یکی از این راهها است که خود شامل چند روش دینامیک مولکولی، المان محدود و ... است. نانولوله ها در تشکیل نانو ترانزیستور ها نیز کاربرد دارند. از این مواد میتوان به عنوان تقویت کننده در نانو ادوات الکتریکی استفاده کرد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )