دانلود پایان نامه

1-8-3 طرز تشکیل نانوتیوب ها
ساختار اتمی نانو تیوب ها در حقیقت با انتخاب یک ورقه ساخته شده از گرافن و سپس پیچیدن یا لوله کردن آن به فرم یک استوانه بدست می آید. البته این گفته برای درک ساختار نانو لوله هاست ودر عمل نانو لوله ها را با روش های پیچیده شیمیایی می سازند. دو انتهای این استوانه باز است و بدون تغییر شکل قابل ملاحظه شش گوشی ها و پیوند های sp2 نمی تواند بسته شود. بستن نانو تیوب ها نیاز به وارد کردن عیوب توپولوژیک به شبکه شش گوشی دارد که بدین وسیله صفحه مزبور انحناء پیدا می کند. مثلا در مورد فولرین ها ایجاد انحناء در ساختار نانو تیوب ها با وارد کردن پنج ضلعی ها امکان پذیر است.
در صفحه مختصات گرافنی نانو ریبون های ساخته شده را طوری لوله می کنیم که نقاط0,0) ) و (m,n) که نقاط ابتدا و انتهای نانو ریبون ها هستند روی یکدیگر قرار گیرند و بسته به نوع نانو ریبون به کار رفته سه نانو تیوب آرمچیر، زیگزاگ و کایرال داریم. سپس بر اساس آنچه گفتیم، بردار کایرال شکل ظاهری نانو لوله های کربنی را تعیین می کند و از آنجائی که خواص نانو لوله های کربنی تابع شکل ساختاری آنهاست، بردار های کایرال نه تنها در تعیین شکل ساختاری نانو لوله ها، بلکه در تعیین خواص آنها نیز اهمیت دارد.
شکل 1-9 سه نوع نانوتیوب a) آرمچیر=30 درجه b ) زیگزاگ=0 درجه (c کایرال 0 or 30
1-9 ادوات گرافنی:
خصوصیات غیر عادی این ماده جدید نوید بخش کابردهای الکترونی آتی آن است. تحریک پذیری
که به راحتـی در تکنولوژی گرافنی قابل حصـول اسـت که حـدود 20000 می باشد که یک مرتبه بزرگی از جدیدترین ترانزیستورهای Si قبلی بیشتر است و به راحتی بیشتر هم خواهد شد. البته به شرط آنکه کیفیت نمونه های گرافن بالا برود. این امر باعث ایجاد ترابری بالا در فواصل کمتر از میکرون است و گامی عالی برای مهندسان الکترونیک محسوب می گردد.
احتمالاً بهترین کاندید FET های گرافنی ادواتی خواهند بود که مبنای نقطه کوانتومی داشته باشند و یا اینکه از دو لایه گرافنی برای پیوندگاه p-n استفاده شود.
راستای حرکت برای توسعه این صنعت ابزارهایی مبتنی بر مقادیر اسپین است. به خاطر جفت شدگی ضعیف اسپین مدار قطبندگی اسپینی گرافن بیشتر از فواصل زیر میکرونی نیز وجود خواهد داشت.
این منجر شد که اخیرا بتوان اثرات تزریق اسپینی سوپاپ اسپینی را روی ماده دید. همین طور دیده شد که ابررسانایی را می توان به طریق تاثیر همسایگی روی گرافن القا کرد (شکل 1-9). همچنین مقدار این ابر جریان قابل تنظیم بوده و می تواند به واسطه اعمال یک گیت خارجی در جهت خلق یک FET ابررسانا استفاده شود [26] .در حالی که این کاربردهای اشاره شده در آینده مورد توجه هستند. در برخی زمینه ها هم گرافن می تواند سریع مورد استفاده واقع شود. سنسورهای گازی یکی از اینهاست. گروه منچستر نشان داد که گرافن می تواند ملکول های گازی محیط اطراف را جذب کرده که منجر به تغلیظ لایه گرافن به واسطه الکترون ها و حفره ها شود که این امر به طبیعت گاز جذب شده وابسته است. با نگاه به تغییر مقاومت می توان غلظت لحظه ای گازی مشخص در اطراف گرافن را فهمید [3].
شکل 1-10 : تصویر AFM از یک لایه گرافن که دو الکترود ابررسانای آلومینیومی روی آن قرار گرفته است [22].
فصل دوم
ساختار شبکه گرافن

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه ارشد درباره حقوق کیفری ایران و مقایسه و تطبیق

2-1 تقریب تنگ بست و استخراج معادله دیراک
برای سیستمی از اتم ها که جایگاه آن ها به صورت شبکه ای منظم دارای تقارن انتقالی ناپیوسته است، مطابق قضیه بلوخ، می توان توابع موج الکترون ها را بر حسب توابع موج جایگزیده روی هر یک از اتم ها به دست آورد [9] .برای شبکه های متعارفی که هر واحد تکرار شونده تنها دارای یک اتم است، این کار بسیار ساده می باشد و به راحتی طیف انرژی سیستم بر حسب بردار موج شبکه به دست می آید. برای نشان دادن این سادگی، ابتدا شبکه دو بعدی مربعی را در نظر می گیریم که در آن واحد سیستم متشکل از تنها یک اتم است، توسط دو بردار متعامد کل شبکه را می سازد.
بنابر قضیه بلوخ، در این حالت تابع موج الکترونی عبارت است از :
(2-1)
که در آن و بردارهای شبکه و k بردار موج مربط به یک حالت مجاز از فضای وارون است که در شرط زیر صدق می کند :
(2-2)
که در آن ها وارون بردارهای شبکه اصلی () هستند. هامیلتونی سیستم در پایه این حالت های بلوخ به صورت زیر خواهد بود
(2-3)
حال با جایگذاری عبارت مربوط به تابع موج بلوخ در معادله (2-3) و انجام محاسبات ساده انتگرالی خواهیم داشت :