31067

ساخت و مشخصه‌يابي قطعه الكترونيكي مبتني بر گرافن بر روي عايق

كارشناسي ارشد

فيزيك - گرايش ماده چگال

1400

1403/04/09

آسيه سادات كاظمي شيخ شباني

ندارم

فيزيك

گرافن، مادر مواد دوبعدي است كه به خاطر داشتن خواص فوق‌العاده در رسانندگي الكتريكي، رسانندگي گرمايي، چگالي حامل هاي بار بالا، تحرك بار بالا و خواص نوري و شيميايي خوب به ماده‌اي منحصر به فرد جهت استفاده در گستره وسيعي از كاربردها تبديل شده است. در اين پژوهش، اتصالات الكتريكي كروم با فتوليتوگرافي بر بستر مورد نظر توليد و گرافن تك لايه بر روي آن انتقال يافت. نمونه ها در دو زمان 15 و s30 و در توان¬هاي 20 تا W 50، توسط پلاسماي گاز SF6 عامل‌دار شدند. آناليز‌هاي ميكروسكوپ اپتيكي، الكتروني و نيروي اتمي و نيز طيف سنجي رامان و پراش پرتو الكتروني جهت بررسي كيفيت، پيوستگي، عناصر و ساختار گرافن استفاده شد. رفتار جريان ولتاژ قبل و بعد از عامل‌دار شدن نمونه‌ها نشان داد كه در يك زمان مشخص، توان پلاسما بين 20 تا W 50، عامل تاثير‌گذار در تغيير جريان نيست ولي زمان پلاسما تعيين كننده است. s 15 پلاسماي گاز SF6 جريان عبوري از گرافن تك لايه را بخاطر الكترون خواهي بالا، كاهش مي¬دهد و افزايش زمان پلاسما به s 30، رسانايي گرافن را از بين مي برد و گرافن با ضخامت يك لايه اتمي را به ماده دوبعدي عايق تبديل مي¬كند. طيف¬سنجي رامان گرافن تك لايه بعد از فلوئوردار شدن، با افزايش زمان و توام پلاسما، حاكي از تضعيف شبكه بلوري گرافن و افزايش تعداد عيوب و نقص¬هاي شبكه است و اين موارد به صورت كمي از طيف¬هاي رامان استخراج و تحليل شده است. در نهايت، فلوئور بين دولايه گرافن رسانا و نارسانا ساندويچ شده و جريان الكتريكي، بازيابي شده است. اعمال ولتاژ گيت بخاطر عايق بودن بستر شيشه، تاثير ناچيزي بر تغيير جريان عبوري از گرافن دارد.

1403/05/08

Fabrication and characterization of an electronic component based on graphene on insulation

6/29/2025 12:00:00 AM

Graphene is the mother of two-dimensional materials, which has become a unique material for use in a wide range of applications due to its excellent properties in electrical conductivity, thermal conductivity, high charge carrier density, high charge mobility, and good optical and chemical properties. . In this research, chromium electrical connections were produced by photolithography on the desired substrate and single-layer graphene was transferred on it. The samples were activated by SF6 gas plasma in 15 and 30 s and at powers of 20 to 50 W.Optical, electron and atomic force microscope analyzes as well as Raman spectroscopy and electron beam diffraction were used to check the quality, continuity, elements and structure of graphene. The behavior of the current and voltage before and after the functionalization of the samples showed that at a certain time, the plasma power between 20 and 50 W is not an influential factor in changing the current, but the plasma time is decisive. 15 s SF6 gas plasma reduces the current passing through single-layer graphene due to high electron demand, and increasing the plasma time to 30 s destroys the conductivity of graphene and turns graphene with a thickness of one atomic layer into a two-dimensional material. It becomes insulation. Raman spectroscopy of single-layer graphene after fluorination, with increasing time and plasma, indicates the weakening of the crystal lattice of graphene and an increase in the number of network defects, and these cases are quantitatively extracted and analyzed from the Raman spectra. has been Finally, the fluorine is sandwiched between the conducting and non-conducting graphene bilayers and the electric current is recovered. Applying the gate voltage due to the insulation of the glass substrate has a negligible effect on the change of the current passing through the graphene.

گرافن , فتوليتوگرافي , مشخصه يابي الكتريكي , فلوئوردار كردن , رامان

Graphene , Photolithography , Electrical characterization , Fluoridation , Raman

Arefeh Najafpour

Dr. Asieh Sadat Kazemi Sheikh Shabani