مقالات

همبستگی الکترونیکی در نانوساختارهای کربن

مقالات علمی با ترجمه مستقیم سایت بزرگ دنیای خوب زندگی

همبستگی الکترونیکی در نانوساختارهای کربن

گرافن (nanoribbon) از یک لایه اتم های کربن عسل تشکیل شده است. نوار تعداد کمی از اتم های کربن است و بسته به شکل و عرض آن از خصوصیات الکتریکی مختلفی برخوردار است. تراکم الکترون موضعی در لبه ها افزایش می یابد ، زیرا مناطق قرمز تیره در جعبه ها ظاهر می شوند. اعتبار: دانشگاه کیل

برای کاهش سایز قطعات الکترونیکی ، مواد جدیدی مانند لپ تاپ و تلفن های هوشمند سریعتر و کارآمدتر هستند. ساختار نانو کوچک گرافن نوید بخش است. گرافن از یک لایه اتم کربن تشکیل شده است ، از جمله موارد دیگر دارای رسانایی الکتریکی بسیار بالایی است. با این حال ، حبس شدید مکانی در چنین نانوساختارها به شدت بر خصوصیات الکترونیکی آنها تأثیر می گذارد. تیمی به سرپرستی استاد مایکل بونیتز از انستیتوی اخترفیزیک و اخترفیزیک (ITAP) در دانشگاه کیل با موفقیت با استفاده از یک مدل دقیق ریاضی ، رفتار دقیق الکترون ها در این نانوساختارهای ویژه را شبیه سازی کردند. این دانش برای استفاده احتمالی نانوساختارهای گرافن در دستگاه های الکترونیکی ضروری است.

شبیه سازی دقیق خواص الکترونها در نانوساختارها

سال گذشته ، دو تیم از محققان به طور مستقل موفق به ساخت نانوساختارهای باریک و باریک نوار گرافن و اندازه گیری انرژی های الکترونیکی آنها شدند. عرض نانوريبون ها بصورت دقيقاً كنترل شده متفاوت است. هر بخش از نانوريبون ها دارای وضعيت انرژی خاص خود با ساختار الكترونیکی خاص خود هستند. بونیتز ، رئیس فیزیك آماری در ITAP می گوید: "با این حال ، نتایج اندازه گیری را نمی توان به طور كامل توسط مدلهای نظری قبلی تولید كرد. آنها به همراه دانشجوی دکتری خود Jan Philippe Joost و همکار دانمارکی آنها ، استاد Ante Becka Yoho از دانشگاه فنی دانمارک (DTU) ، یک مدل بهبود یافته را ایجاد کردند که منجر به توافق عالی با آزمایش ها شد. فیزیکدانان یافته های نظری خود را در شماره فعلی مجله معروف ارائه می دهند نامه های نانو.

مبنای شبیه سازی های رایانه ای جدید و دقیق تر این فرض است که انحرافات بین آزمایش و مدل های قبلی به دلیل جزئیات دافعه متقابل الکترون ها بوده است. اگرچه واکنش کولمب در فلزات نیز وجود دارد ، اما قبلاً در شبیه سازی های قبلی به روش تقریبی گنجانده شده است ، اما این اثر در نانوریبون های کوچک نسبت به گرافن بسیار بیشتر است و به تجزیه و تحلیل دقیق نیاز دارد. بونیتز توضیح می دهد که الکترون ها از حالتهای اصلی انرژی خود خارج می شوند و باید در مکان های دیگر "جستجو" کنند.

شکل نانوذرات ، خواص الکترونیکی آنها را تعیین می کند

این تیم با بررسی بسیاری از این نانولوله ها نشان داد که چگونه مقادیر انرژی مجاز الکترون ها در طول ، عرض و شکل نانوساختارها نشان داده شده است. جوست می افزاید: "طیف انرژی نیز تغییر می یابد وقتی هندسه ، عرض و شکل نانربنات تغییر می یابد." Jauho از DTU در کپنهاگ می گوید: "برای اولین بار ، داده های جدید ما امکان پیش بینی دقیق در مورد چگونگی کنترل طیف انرژی را با تغییر دادن شکل نانوساختارها فراهم می کنند." محققان امیدوارند که این پیش بینی ها اکنون نیز به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته و منجر به توسعه نانوساختارهای جدید شود. چنین سیستم هایی می توانند در افزایش miniaturization در الکترونیک نقش مهمی داشته باشند.


نانوريبن هاي گرافن و سوئيچ هاي الکترونيکي


اطلاعات بیشتر:
جان فیلیپ جوست و همكاران ، كشورهای توپولوژیك مرتبط با ساختارهای ژنتیکی ناهمگن ، نامه های نانو (2019) DOI: 10.1021 / acs.nanolett.9b04075

ارسال شده توسط
دانشگاه کیل




استناد:
همبستگی الکترونیکی در نانوساختارهای کربن (2019 ، 3 دسامبر)
برگرفته در 3 دسامبر 2019
از https://phys.org/news/2019-12-electron-carbon-nanoststrucures.html

این سند مشمول حق چاپ است. جدا از هرگونه معاملات منصفانه به منظور مطالعه و تحقیق خود ، خیر
بخشی را می توان بدون اجازه کتبی تکثیر کرد. محتوا فقط برای اهداف اطلاعاتی ارائه می شود.

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن