23101

بررسي تاثيرتغيير ساختار الكتروني گرافين و نقش دما، فشار و ميدان مغناطيسي در ايجاد خاصيت فرومغناطيس در آن

دكتري

شيمي

95-99

1399/10/9

دكتر بهشته سهرابي

شيمي

خواص مغناطيسي گرافين در اسپينترونيك و ذخيره سازي داده¬ها از اهميت بالايي برخوردار است. اگرچه خاصيت فرو مغناطيس در عنصري مانند كربن غير منتظره است ، اما روشهاي مختلفي براي ايجاد مغناطش در گرافين ، ماده¬اي كه كاملاً از كربن ساخته شده، گزارش شده است. اخيراً، كنترل خصوصيات مغناطيسي در دماي بسيار پايين با افزودن و حذف اتم ها در شبكه هاي گرافين بررسي شده¬است. افزون بر اين ، اثر فشار در خواص مغناطيسي و الكترونيكي گرافين بررسي شده است. امكان تنظيم سيستم الكترونيكي گرافين با استفاده از فشار، زمينه جديدي به نامstraintronics" " را ايجاد مي كند. در اين رساله ، خاصيت مغناطيسي توسط فشار ، ميدان مغناطيسي و دما ايجاد شده است. اين پارامترها بر سيستم الكترونيكي و حالتهاي ارتعاشي گرافين تاثير مي¬گذارد كه از طريق طيف سنجي رامان و زيرقرمز مورد بررسي قرار گرفته¬است. در واقع ، در اين روش¬ها توزيع و چرخش الكترونها دستكاري شده و گرافين فرومغناطيسي با حوزه¬هاي مغناطيسي موازي به دست آمده¬است. حوزه هاي مغناطيسي در اندازه ميكرومتر بوده كه با ميكروسكوپ نيروي مغناطيسي مشاهده شده¬است. در اين رساله افزون بر مشاهده¬ي حوزه¬هاي مغناطيسي در گرافين، دستاوردهاي زير نيز حاصل شده¬است: اول، معرفي چهار روش جديد بر اساس دما ، ميدان مغناطيسي و فشار براي توليد گرافين فرومغناطيسي كه بطور جداگانه و همزمان بر روي ورقه¬هاي گرافين اعمال مي شود. ؛ دوم ، بدست آوردن گرافين فرومغناطيس با مغناطيس اشباع قابل توجه در دماي اتاق. سوم ، بررسي سيستمهاي الكترونيكي و حالتهاي ارتعاشي از طريق طيف سنجي رامان و زير قرمز كه دليل اصلي فرآيند مغناطيسي است.

1399/11/07

Investigating the effect of changing the electronic structure of graphene and the role of temperature, pressure, and magnetic field in creating ferromagnetic properties

12/29/2020 12:00:00 AM

Magnetic properties of graphene are extremely important in spintronics and data storage. Although magnetization is unexpected in an element such as carbon, various methods are reported to create magnetism in graphene, which is totally made of carbon. Recently, controlling the magnetic properties at extremely low temperature are investigated by adding and removing atoms in graphene lattice. In addition, the effect of strain in the magnetic and electronic properties of graphene is probed. The possibility to tune the electronic system of graphene by strain opens new fields, called “straintronics”. Here, the magnetic properties are created and controlled by strain, magnetic field, and temperature. These parameters influence the electronic system and subsequently the vibrational modes of graphene which is investigated by the Raman and IR spectroscopy. Indeed, the distribution and spin of the electrons are manipulated and ferromagnetic graphene with parallel magnetic domains are obtained. Magnetic domains in micro size are observed by magnetic force microscopy. In this study, in addition to observing magnetic domains in graphene as a great achievement, we have obtained the following: First, introducing Forth novel methods based on temperature, magnetic field, strain for producing ferromagnetic graphene which is applied separately and simultaneously on graphene flakes; Second, obtaining ferromagnetic graphene by significant magnetization saturation at room temperature; Third, probing the electronic systems and vibrational modes by Raman and IR spectroscopy which is the main reason of magnetization process.

گرافين فرومغناطيس , حوزه¬هاي مغناطيسي , ورقه شدن , اثر لايدن¬فراست , فشار , دما , ميدان مغناطيسي

Ferromagnetic graphene , Magnetic domains , Exfoliation , Liedenfrost effect , Strain , Temperature , Magnetic field