برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

اختراع روشی برای تولید ورقه های گرافین با كیفیت بالا


روش های كنونی منفرد كردن گرافین هر یك مشكلاتی به همراه دارد. معمولترین این روشها تقسیم مكانیكی است (یعنی جدا كردن ورقه ها از یك كریستال بزرگتر)، اما این روش نمیتواند به گونه ای قابل اعتماد نمونه های گرافین به اندازه كافی بزرگ برای كاربرد را تولید كند.

روش دیگر كه در آن ساختار اتمی یك زیر لایه بعنوان بذری برای رشد گرافین مورد استفاده قرار میگیرد و به رشد همبافته (epitaxial growth) نیز مشهور است، نمونه ای با ضخامت یكنواخت از لایه های گرافین تولید نمیكند در حالی كه پیوند بین لایه عمقی گرافین و زیر لایه ممكن است روی خواص لایه های كربن تاثیر گذار باشد.

گروه آزمایشگاه Brookhaven تكنیك خود را بر اساس این روش دوم پایه گذاری كرده اند، با این تفاوت كه توانستند گرافین را با یك روش لایه به لایه كنترل شده رشد دهند.

زیر لایه انتخابی آنها یك ماده نادر به اسم روتنیم (ruthenium )است و در حالی كه لایه عمقی گرافین به طور قوی در حال برهمكنش با زیر لایه یعنی روتنیم است،اما لایه بالاتر اغلب بطور كامل جدا شده است و تنها بصورتی ضعیف از نظر الكتریكی با آن جفت شده و بیشتر شبیه یك گرافین ساده رفتار میكند.

Peter Sutter فیزیكدان آزمایشگاه Brookhaven كه رهبری اینكار به عهده اوست میگوید :

" این لایه دوم ساختار الكترونی ذاتی گرافین را حفظ میكند. بنابراین احتمالا یافته های ما روشی مطلوب را برای ساخت معقولانه گرافین و خلق با كیفیت آن برای كاربرد تجهیزات الكترونیكی و سنسورها ارائه میكند. "




طرحی كلی از اولین لایه گرافین (G) رشد یافته بر روی زیر لایه روتنیم (Ru)



گرافین دارای چندین ویژگی است كه آنرا برای كاربرد های الكترونیك مطلوب میسازد. یكی از این خواص قابلیت حركت بسیار بالای حاملهای بار در آن است. الكترونها در گرافین نسبتا آزادانه حركت میكنند. همچنین گرافین به یك تك مولكول گاز میتواند واكنش نشان بدهد و در نتیجه برای ساخت ماده ردیاب در سنسورها از جذابیت زیادی برخوردار است.

فرآیند ابتكاری رشد این گروه در دمای بالا اتفاق می افتد. برای شروع، محققان اتمهای كربن را وادار میكنند تا جذب روتنیم شوند و این كار را با حرارت دادن كل نمونه تا دمای 1150 درجه سلسیوس انجام میدهند. سپس نمونه تا حدود 850 درجه سلسیوس سردمیشود و این كار باعث خواهد شد مقادیر زیادی از اتمهای جذب شده درون روتنیم، به سطح آن بازگردند. این اتمهای كربن بصورت نقطه نقطه روی سطح تك لایه های جزیره ای لنز مانندی با پهنای حدود 100 میكرومتر (یك میلیونیم متر) تشكیل میدهند.

سر انجام،این جزایر رشد میكنند و بصورت یك لایه گرافین اولیه كامل در می آیند و زمانی كه پوشش به حدود 80% رسید رشد لایه بعد شروع میشود.

Sutter و گروهش این رشد را مشاهده كردند و به مطالعه خواص گرافین، با استفاده از تجهیزات مختلفی از جمله یك میكروسكوپ الكترونی پویشی و یك میكروسكوپ الكترونی انرژی پایین پرداختند.











* منبع مقاله: http://www.physorg.com/news129980833.html

http://www.hupaa.com/page.php?id=3607

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :