14617

مقايسه كاربردهاي الكتريكي گرافن-گرافن اكسيد ونقاط كوانتومي گرافن )بررسي چالش هاي قبل از صنعتي كردن وسايل الكتريكي بر پايه گرافن )

1401

سركار خانم دكتر بهشته سهرابي

گرافن، آلوتروپي دو بعدي از كربن با خواص الكتريكي، حرارتي و مكانيكي استثنائي، به طور گسترده اي در حوزه هاي مختلف، به ويژه كاربردهاي الكتريكي، مورد توجه قرار گرفته است. تحرك باالي الكترون، رسانايي الكتريكي باال و ساختار نواري منحصربه فرد، اين ماده را به عنوان يك گزينه مناسب براي توسعه ادوات الكترونيكي نسل آينده مطرح مي سازد. با اين حال، صفر بودن گاف نواري در گرافن ايدهآل، كاربرد آن را در برخي از ادوات الكترونيكي، از جمله ترانزيستورهاي اثر ميداني(FET (، محدود نموده و لزوم اتخاذ راهكارهايي جهت مهندسي خواص الكترونيكي آن را ايجاب مي نمايد. اين امر منجر به تحقيقات گسترده بر روي مشتقات گرافن، به ويژه اكسيد گرافن (GO (و نقاط كوانتومي گرافن (GQDs (گرديده است. اكسيد گرافن، محصول اكسيداسيون شيميايي گرافن، شامل گروه هاي عاملي حاوي اكسيژن بر روي صفحات گرافني است. اين گروه هاي عاملي با ايجاد اختالل در شبكه2sp ، منجر به ايجاد گاف نواري شده و امكان استفاده از آن را به عنوان يك ماده دي الكتريك يا جزء سازنده در مواد كامپوزيتي با عملكرد الكتريكي بهبود يافته فراهم مي سازند. ويژگي عايقبودن GO را مي توان با كنترل ميزان اكسيداسيون و احيا تنظيم نمود، كه اين امر زمينه اي مناسب براي كاربردهاي متنوع الكتريكي، از جمله الكترونيك انعطافپذير، حسگرها و ادوات ذخيره انرژي ايجاد مي كند . نقاط كوانتومي گرافن(GQDs (، ذرات نانومقياس گرافني هستند كه به دليل محدوديت ابعادي، خواص مكانيك كوانتومي از خود نشان مي دهند. GQDs داراي خواص الكترونيكي و نوري منحصربه فردي از جمله گاف نواري قابل تنظيم و قابليت فلورسانس هستند، كه آنها را براي كاربرد در اپتوالكترونيك، تصويربرداري زيستي و حسگري مناسب مي سازد. عملكردهاي لبه اي و اثرات محدوديت كوانتومي امكان كنترل دقيق رفتار الكترونيكي آنها را فراهم نموده و فرصتهايي را براي توسعه ادوات الكترونيكي نوين با عملكرد ارتقا يافته ارائه مي دهد . در اين سمينار، تحليل مقايسه اي از كاربردهاي الكتريكي گرافن، اكسيد گرافن و نقاط كوانتومي گرافن ارائه شده و مزايا و محدوديت هاي هر يك مورد بررسي قرار ميگيرد. به طور خاص، كاربرد آنها در ترانزيستورها، حسگرها، ادوات ذخيره انرژي و ادوات اپتوالكترونيكي مورد بحث قرار خواهد گرفت. عالوه بر اين، چالش هاي اساسي پيش روي صنعتي سازي گسترده ادوات الكتريكي مبتني بر گرافن نيز مورد توجه قرار مي گيرند. اين ب چالشها عبارتند از: • توليد مقياس پذير و مقرون به صرفه • عامل دار كردن و دوپينگ كنترلشده • تضمين پايداري بلندمدت • يكپارچهسازي با فناوري هاي موجود • مالحظات زيست محيطي و سميت اين سمينار با بررسي اين چالشها و ارائه راهكارهاي بالقوه، ديدگاهي جامع از وضعيت كنوني ادوات الكتريكي مبتني بر گرافن ارائه نموده و چشم انداز آتي اين فناوري را مورد بررسي قرار مي دهد. در اين تحقيق، آخرين پيشرفت ها در اين زمينه مطالعه شده و بر راهكارهاي غلبه بر اين چالشها و تسهيل صنعتيسازي موفقيت آميز الكترونيك مبتني بر گرافن تمركز مي گردد. عالوه بر اين، اين سمينار بر اهميت همكاري بينرشته اي و تداوم تالش هاي تحقيقاتي به منظور تحقق كامل پتانسيل گرافن و مشتقات آن در تحول عرصه مهندسي برق تاكيد مي نمايد

10/21/2023 12:00:00 AM

86314

1404/01/20

Comparison of the Electrical Applications of Graphene, Graphene Oxide, and Graphene Quantum Dots (Reviewing the Challenges Before Industrializing Graphene-Based Electronic Devices)

گرافن، اكسيد گرافن (GO (نقاط كوانتومي گرافن (GQDs (، گاف نواري،عملكرد لبه ، صنعتي سازي

Graphene, Graphene Oxide (GO), Graphene Quantum Dots (GQDs), Bandgap, Edge Functionality, Industrialization