صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

نانونوار یا ریبون های گرافن

یکشنبه, 19 آبان 1398 ساعت 01:03
خواندن 371 دفعه

نانونوار یا ریبون های گرافن را بشناسیم

 

دانشمندان معاصر، مهندسین و سرمایه گذاران پیش بینی می کنند که علم نانو مسیری است به سوی میدانی وسیع اما در ابعادی کوچک. تلاش محققین در هرچه کوچکتر کردن ابعاد دستگاه های میکروالکترونیک در سال های اخیر بسیار شدت یافته و در ابعاد بسیار پایین پدیده ای به نام محدودیت کوانتومی[1] الکترون ها در نانو ساختار ها، می تواند ابزار قدرتمندی برای کنترل خواص الکتریکی، نوری، مغناطیسی، ترموالکتریکی این مواد پیشرفته باشد.

 

انواع نانوساختارهایی که تا کنون سنتز شده اند عبارتند از:

نانولوله[2] ها

نانوریبون ها

نانو میله[3] ها

نانوسیم[4] ها

و نقاط کوانتومی.

در این میان، نانوریبون ها یکی از مهمترین اعضای خانواده ی نانومواد یک بعدی است که ساختارش بطور گسترده مورد مطالعه ی محققین قرار گرفته و انتظار می رود که کاندید خوبی برای حسگر، مبدل و تشدید کننده نانو مقیاس باشد. جذابیت های پژوهشی نانوریبون ها ناشی از مورفولوژی، خواص فیزیکی، الکترونیکی و نوری منحصر به فرد این ساختارها است.

 

در میان تمامی ساختارهای کربنی، یکی از انواع ساده ی ساختارهای مشابه گرافن، ریبون های گرافنی با عرضی به ابعاد چند نانومتر هستند که بسیار مورد مطالعه قرار گرفته اند [1]. اهمیت این ساختار در کاربردهای آن ها در قطعات الکترونیکی و ترانزیستور ها می باشد که به تازگی روش های متعددی برای استفاده از این ساختارها در این قطعات ابداع شده است. نانوریبون های گرافنی نیز با روش های متعددی مانند برش های مکانیکی گرافن های ورقه ورقه شده و یا با روش های برآرایی[5] با استفاده از ماسک های ویژه ای تولید می شوند.

از زمانی که ریبون های گرافنی مورد توجه قرار گرفته اند، مطالعات بسیاری بر روی ساختار الکترونی این مواد و تاثیر تغییر پهنا و عرض این ماده بر روی خواص مختلف آن با روش های مختلفی مانند تقریب بستگی قوی و تئوری تابعی چگالی صورت گرفته است. این محاسبات نشان دادند که [6]GNR ها با لبه های آرمچیر، هم می توانند فلز باشند و هم نیمه رسانا، و گذار میان این دو حالت با توجه به تغییر عرض GNR رخ می دهد. و GNR هایی با لبه های زیگزاگ همگی فلز هستند [2].

در سال 2006، یانگ و همکارانش نشان دادند که GNR هایی که لبه های آنها توسط هیدروژن اشباع شده اند، همگی گاف نواری مستقیم و غیر صفری دارند [3]. به علاوه آنها نشان دادند که اندازه ی گاف نواری تابعی از پهنای GNR ها می باشد.

این محاسبات به کمک رهیافت تئوری تابعی چگالی و تقریب چگالی (اسپینی) جایگزیده[7] انجام شده است.

 

 

Geometric shape of graphene nanoribbons

شکل-1: شکل هندسی نانوریبون های گرافنی: a) آرمچیر، b) زیگزاگ.

 

References

[1] M. Ezawa, Physical Review B, 73 (2006) 045432.

[2] M. Fujita, K. Wakabayashi, K. Nakada, K. Kusakabe, Journal of the Physical Society of Japan, 65 (1996) 1920-1923.

[3] Y.-W. Son, M.L. Cohen, S.G. Louie, Physical review letters, 97 (2006) 216803.

 


[1]Quantum Confinement

[2]Nanotube

[3]Nanorod

[4]Nanowire

[5]Epitaxy

[6]Graphene Nanoribbons

[7] Local (Spin) Density Approximation )LSDA(

نظرات


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16social 13social 09 social 05