تنظیم الکترونیکی خواص اکسید گرافن فوق العاده قوی

graphene

توانایی تنظیم خواص فیزیکی اکسید گرافن (Graphene oxide – GO) به کمک تجهیزات الکترونیکی می تواند کاربردهای بیشماری در تکنولوژی داشته باشد. ورق های اکسید گرافن فوق العاده قوی برای ساخت دستگاه های الکترونیکی فوق نازک و منعطف کاربرد دارد. همچنین خواص منحصربفرد فوتولومینسانس (برانگیختگی الکترونی با جذب فوتون) و فرومغناطیس را در دمای اتاق از خود نشان می دهد. محققین مرکز بین المللی تحقیقات نانومواد در ژاپن (WPI-MANA) در حال توسعه تکنیک های جدیدی هستند که اجازه می دهد خواص فیزیکی GO، مانند رسانش را در اجزای الکترونیکی تغییر داد.

رسانش الکتریکی GO از خود گرافن به دلیل اختلال در ساختار پیوندهای آن پایین تر است. به خصوص که اتم های کربن در GO در سطوح انرژی خاصی که هیبریدازیسیون Sp2 یا Sp3 نامیده می شوند هم شرکت می کنند. درGO عادی پیوند در سطح Sp2 مختل می شود و تحت اختلال شدید (تعداد اتم های اکسیژن بالا) این ماده تبدیل به یک نارسانا می شود. هنگامی که سطح اکسیژن در ساختار GO بسیار پایین باشد (Highly-reduced GO – rGO) ساختار شبکه ی ماده به صورت شش ضلعی و دارای پیوندهای قوی و رسانش الکتریکی بالا است.
با تنظیم درصد سطوح Sp2 و Sp3 در GO محققین توانستند رسانش الکتریکی GO را تغییر دهند. روش های پیشین برای تغییر سطوح انرژی در GO شیمیایی و گران بودند و قابل استفاده در دستگاه های الکترونیکی نمی باشند.
در حال حاضر این گروه از محققین موفق به تنظیم سطوح انرژی اکسید گرافن چندلایه ی غیر فرار در داخل یک یک ترانزیستور دو لایه ی الکتریکی (EDLT) شده اند. EDLT از GO بر روی بستر سیلیکا و که بر روی دو پایه از جنس زیرکونیا (zirconia) تکیه دارد تشکیل شده است. محققین یک واکنش بازگشت پذیر کاهش و اکسایش الکتروشیمیایی در سطح مشترک GO و زیرکونیا با اعمال یک ولتاژ مستقیم ایجاد نمودند. این واکنش موجب مهاجرت پروتون از GO از طریق زیرکونیا می شود (تصویر را ببینید).
ترانزیستور جدید ساخته شده در مقایسه با نمونه های قبلی ولتاژ بسیار کمتری برای سوئیچ بین فاز روشن و خاموش مصرف می کند و این به معنای هزینه ی مصرفی پایین تر است. همچنین این روش می تواند منجر به کنترل سایر خواص گرافن مانند خواص اپتیکی و مغناطیسی گردد که خود تحول عظیمی در سایر عرصه ها ایجاد می نمایند.

منبع: International Center for Materials Nanoarchitectonics

    نقد و بررسی:

    این مطلب را چگونه ارزیابی می کنید؟

    خیلی ضعیفضعیفمتوسطخوبعالی

    تعداد رأی: 1

    میانگین امتیاز: 4 (از 5)


    Loading ... ثبت امتیاز ...
    با دیگران به اشتراک بگذارید: