عملکرد (باکی تیوب ها و فولرن های C60وC70) و الماس در ساخت ادوات نانو الکترونیک( بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)


نکته: اولین فولرین کشف شده باکی بال بود؛  بیشترین خواصی که در مورد فولرین ها بیان می شود مربوط به این دو نوع C70 وC60 است.

فولرینها، مولکولهایی درحد نانومتر هستند که درشکل ساده آن، 60 اتم کربنِ یک الیه گرافیتی با ساختاری سه بعدی، منحنی تشکیل میدهند. 60 بر خلاف الماس و گرافیت، که مولکول هایشان ادامه دار است، فولرین ها مولکول بسته ایدارند: مثل C60 و... میباشند. (60 فولرینها) که باکیبال و باکی تیوب نیز نامیده میشوند شامل نانو لوله ها، نانو فیبرها ،فولرین ساختاری شبیه گرافیت دارد اما به جای بخش های تماما 6ضلعی، اتمهای کربن در رئوس 5(یا 7 )ضلعی ها نیز جای  گرفته اند. 

در ساختار نانو گرافیت های الماس دو نوع اتصال وجود دارد:

1_ پیوند کوالانسی، اتصالی که بین اتم های کربن هر لایه لانه زنبوری وجود دارد.

2_ اتصالی است که الیه های النه زنبوری را به یکدیگر وصل می کند. 

نانو گرافیت، درجهت صفحات لانه زنبوری بدلیل داشتن پیوند قوی کوالانسی استحکام بالایی دارد؛ بالعکس، این ساختار درجهت عمود برصفحات لانه زنبوری به مراتب دارای استحکام کمتری است. ساختار نانو گرافیت الماس دارای یک ساختار شبکه ای است. در نانو گرافیت پیوندهای اتمی تنها درسطح برقرار می شوند درحالیکه درساختار الماس این پیوندها به صورت شبکه ای سه بعدی فضا را پرمی کنند.  در گرافیت هراتم کربن با سه اتم کربن دیگر اتصال کوالانسی ایجاد میکند، درحالیکه در الماس هراتم کربن با چهار اتم کربن دیگر پیوند کوالانسی برقرار می نماید.

کاربرد های نانو الماس (Nano diamond) در صنایع نانو الکترونیک 

در صنایع نانو الکترونیک ؛ نانو چیپ ، افزایش سرعت نانو ترانزیستور ها ، هر دو نوع الماس یعنى سنگهاى نوع n و p مورد براى کاربردهاى نانو الکترونیکى  نیز در میکرو الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند.با افزودن ناخالصى فلز برون“B ”به  الماس، میتوان نانو  الماس نوع P یعنى الماس آبى تولید کرد وبا افزودن فسفر به الماس هاى بى رنگ، الماس نوع n نیز تولید کرد.امروزه نیم رسانا هاى بسیارى مثل سیلیکون در گستره وسیعى از دستگاه هاى نانو الکترونیکى بکار مى روند. اما نانو الماس با توجه به دامنه تغییرات حرارتى و سرعت فوق العاده زیادش، تنها در مقایسه با نانو ذرات طلا است که عنوان دومین نانو نیمه رساناى برتر جهان را به خود اختصاص مى دهد.

نتیجه گیری : 

نانو گرافیت و نانو نوار های گرافن به سبب پراکندگی ابرΠ  هادی  الکتریسیته است. ذرات Active نانو الماس nano diamond با داشتن چنین ویژگی هایى و بخصوص الکترونیکی مى تواند پایه گذار انواع سراسر نوینى از ادوات نانو الکترونیکى پرقدرت باشد.

  • پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)