ساختار هدایت پذیری الکتریکی Electrical conductivity در نانو ذرات (Nano particle) بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته : ساختار هدایت پذیری الکتریکی Electrical conductivity در نانو ذرات (Nano particle) و نانو مواد بر حسب ابعادی از آن‌ ها که در مقیاس نانو قرار دارد، به چهار دسته نانو مواد صفر بعدی، یک بعدی، دو بعدی و نانو مواد حجیم سه بعدی تقسیم‌ بندی می‌ شوند که با روش ‌های بالا به پایین یا پایین به بالا می ‌توان آن ‌ها را تولید کرد. نانو مواد به دلیل اندازه بسیار کوچک خود، خواص ویژه و بعضاً متفاوت با دیگر مواد معمولی در هدایت الکتریکی از خود نشان می‌ دهند. 

به طور کلی نانو مواد دارای سه بعد طول، عرض و ارتفاع هستند. اگر حداقل یکی از این ابعاد در مقیاس فناوری نانو (100-1 نانو متر) باشد، به آن ماده نانو ساختار گفته می‌ شود. مواد نانو ساختار بر حسب این که چند بعد در مقیاس فناوری نانو داشته باشند، تقسیم‌ بندی‌ های مختلفی می ‌شوند. یکی از این تقسیم ‌بندی‌ها بر حسب تعداد ابعاد آزاد است. منظور از بعد آزاد، بعدی است که در مقیاس نانو نباشد و هر مقداری بتواند داشته باشد.ساختار های انرژی (تراز یا نوار) مواد در راستای هر کدام از ابعاد طول، عرض و ارتفاع وجود دارد. به عبارت دیگر هر جسم سه ‌بعدی دارای سه ساختار انرژی مجزا در راستای سه بعد خود است که برآیند آن ‌ها ساختار انرژی کل ماده را بیان می ‌کند. ابعادی از مواد نانو ساختار که در مقیاس نانو هستند، لایه ‌های نازک که در یک بعد دارای تراز های انرژی گسسته هستند. و به این معنی است که به دلیل محدودیت ابعاد در مقیاس نانو، نوار های انرژی به صورت گسسته در می‌آید و هر چه محدودیت بیشتر باشد (ابعاد کوچک‌تر باشد)، فاصله تراز های انرژی از هم بیشتر می‌ شود. بنابراین یکی از تفاوت‌ های اصلی انواع مختلف مواد نانو ساختار در تعداد نوار های انرژی پیوسته و تراز های انرژی گسسته در سه بعد است که منجر به تغییرات زیادی در خلوص آن‌ ها می ‌شود.


ساختار هدایت پذیری الکتریکی Electrical conductivity در نانو ذرات (Nano particle) اهمیت مقیاس نانو در تغییر خواص و ویژگیهای مواد در این ابعاد است. خواصی مانند استحکام، انعطاف پذیری، رسانایی الکتریکی، خواص مغناطیسی، رنگ، واکنش پذیری و غیره. شروع تغییر خواص مواد با کوچکسازی آن بیش از هر چیز به نوع ماده و خاصیت مورد نظر بستگی دارد.به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده nanoporous ، عموما برخی از خواص مکانیکی مواد مانند استحکام بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام ماده ای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده توده ای بزرگ مقیاس باشد. از طرفی تغییر برخی خواص همانند رنگ و خواص مغناطیسی ممکن است در ابعاد تنها چند نانو متر رخ دهد.

نتیجه گیری : 

ساختار هدایت پذیری الکتریکی Electrical conductivity در نانو ذرات (Nano particle) اهمیت مقیاس نانو در تغییر خواص و ویژگیهای مواد در این ابعاد است. خواصی مانند استحکام، انعطاف پذیری، رسانایی الکتریکی، خواص مغناطیسی، رنگ، واکنش پذیری و غیره. شروع تغییر خواص مواد با کوچکسازی آن بیش از هر چیز به نوع ماده و خاصیت مورد نظر بستگی دارد.

نویسنده: دکتر (افشین رشید )