آلتروپ های گرافن یا GA در نانو لوله های (CNT) بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک

(دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

نکته : نانو لوله های کربنی (CNTs) و گرافن آلتروپ های کربن هستند که از نظر خاصیت الکتریکی ، مکانیکی و سایر خصوصیات فیزیکی منحصر به فرد هستند. گرافن ماده ای دو بعدی است ، اساساً یک لایه واحد گرافیت ، با اتم های کربن که در یک شبکه شش ضلعی و لانه زنبوری قرار گرفته اند.

نانو لوله های کربنی ساختارهای استوانه ای توخالی ، اساساً یک ورقه گرافن است که درون یک استوانه قرار میگیرد. زاویه ای که در آن نورد می شوند ("کایرال بودن" آنها) و قطر آنها بر خواص آنها تأثیر می گذارد.به دلیل اندازه واحد کوچک ، نانو مواد دارای خواصی هستند که مواد فله معمولی نمی توانند با یکدیگر مطابقت داشته باشند ، از جمله اینها از نسبت مقاومت به وزن بالا (یعنی آنها قوی هستند اما سبک هستند) و اتصال الکتریکی برتر.نانومواد مبتنی بر کربن - خصوصاً نانو لوله های گرافن و کربن - پتانسیل عظیمی را به عنوان جایگزین مواد در صنایع نانو الکترونیک پدید میآورد.

درون نانو لوله های کربنی CNT با پر کننده های رسانای جریان الکتریسیته گرافنی مخلوط میشوند تا مواد رسانای جریان الکتریسیته ای به دست آیند که سبک وزن بوده و حداقل مقاومت الکتریکی در مقیاس کمتر از m/Ω 105 را دارند. این نانو نوارهای گرافنی افزایش غیرخطی در مقدار رسانایی الکتریکی نشان میدهند که این افزایش تابعی از مقدار فاز تقویت کننده است . در یک مقدار مشخص از نانو ذره، که به نام آستانه تراوایی شناخته میشود، نانو ذره قابلیت تشکیل ساختار شبکه ای را دارد. این موضوع سبب افزایش ناگهانی رسانایی الکتریکی نانو نوارهای گرافنی درون نانو لوله های کربنی CNTs میشود. رسانایی ذاتی و نسبت طول به عرض نانو ذرات پرکننده بر پایه کربن، آنها را انتخابی مناسب برای رسیدن به این آستانه تراوایی در مقادیر کم از فاز پر کننده نانو نوارهای گرافنی درون نانو لوله های CNTs میسازد.  صفحات گرافنی بی نقص نشانه هایی از انتقال پرتابی(transport ballistic) را نشان میدهند. اگرچه رسانایی الکتریکی گرافن که با استفاده از روشهای الکتروشیمیایی اطلاح  شده به خوبی گرافن بی نقص نیست، اما هنوز برای تولید نانو نوارهای گرافنی رسانای الکتریکی گزینه مناسبی است.

نتیجه گیری: 


گرافن ماده ای است که به دلیل خواص غیر معمول خود از کارایی بالایی برخوردار است. این ماده دارای هدایت الکتریکی و گرمایی بسیار بالایی است. 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )