11028

11028

بررسي اثر تنش بر ساختار باند و خواص رسانشي گرافن

كارشناسي ارشد

فيزيك - حالت جامد

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

دكتر اميرحسين احمدخان كردبچه

چكيده گرافن از جمله جديدترين مواد كشف شده در قرن حاضر است. ساختار نواري و ويژگيهاي عجيب اين ماده نوظهور، از جمله ترابرد اپتيكي، الكتروني و گرمايي بالاي آن توجه بسياري از دانشمندان را بخود جلب كرده است. اين ويژگيها باعث ميشود گرافن جايگزين مناسبتري براي سيليكون و استفاده در صنعت باشد. با اينحال استفاده از گرافن در صنعت نيازمند دستكاري ساختار نواري آن است كه يكي از روشهاي انجام اينكار، اعمال تنش در گرافن است. در اين رساله، در فصل اول و دوم مقدمه اي از گرافن و ويژگيهاي آن ارائه شده است. فصل سوم به معرفي دو تنش تك محوري و برشي پرداخته و اثرات آن بر ساختار باند گرافن، طول پيوندها و ... مورد بررسي قرار گرفته است. در اين راه از رهيافت مدل بستگي قوي و در نظر گرفتن تنها سه نزديكترين همسايه براي هر اتم و نيز صرفنظر كردن از برهمكنش الكترون- الكترون و الكترون- فونون استفاده شده است. در فصل چهارم، ترابرد بار در سيستمهاي بالستيك و روشهاي مرسوم براي محاسبه ترابرد از جمله فرماليزم لاندائور معرفي شده است و در فصل پنجم اثرات تنش بر ساختار باند و نيز ترابرد گرافن چهار كاناله آورده شده است. بررسي هاي ما نشان داده اند كه هر دو تنش تك محوري و تنش برشي به ايجاد گاف در گرافن منجر ميشوند با اين تفاوت كه در تنش تك محوري به تنش آستانه 23/0 و در تنش برشي به تنش آستانه 16/0 براي اينكار نياز است. همچنين اعمال همزمان تنش برشي و تك محوري به گرافن، در تنش 145/0 به ايجاد گاف مي انجامد. بنابراين ميتوان نتيجه گرفت كه گرچه تنش برشي براي ايجاد گاف در گرافن كارامد تر از تنش تك محوري است ولي تركيب اين دو تنش، روش مناسبتري است. برخلاف تنش تك محوري و تنش برشي كه هر دو به ايجاد گاف در گرافن منجر ميشوند، اين دو تنش اثر يكساني بر رسانش گرافن ندارند. به اين صورت كه تنش تك محوري باعث افزايش و تنش برشي باعث كاهش رسانش ميشوند. واژه‌هاي كليدي: تقريب بستگي قوي ، تنش برشي، فرماليزم لاندائور، ترابرد