انقلابي در صنعت الکترونيک با توليد منوكسيد گرافن

​

پژوهشگران دانشگاه ويسکونسين ميلواکي به شکل کاملا جديدي از کربن دست يافتند؛ اين ماده از خانواده گرافن بوده که به منوکسيد گرافن شهرت يافته است. منوکسيد گرافن مي‌تواند در نسل جديد قطعات الکترونيکي استفاده شود.


به گزارش سرويس فناوري ايسنا، گرافن به‌ دليل خواص منحصر به‌ فرد خود مي‌تواند انقلابي در صنعت الکترونيک ايجاد کند. ترانزيستورهاي ساخته شده از سيليکون به‌ قدري کوچک شده‌اند که ديگر به کمترين ابعاد ممکن خود رسيده‌اند؛ بنابراين بايد از مواد ديگر نظير کربن به‌ عنوان جايگزين استفاده کرد. در حال حاضر گرافن به‌ دليل قيمت بالا، استفاده محدودي دارد. از سوي ديگر تا کنون گرافن يا به‌ صورت عايق و يا رساناي الکتريکي توليد شده است.


«جانهونگ چن» از محققان اين پروژه مي‌گويد: يکي از انگيزه‌هاي پژوهشگران در کار با گرافن اين است که بتوانند گرافن را به يک نيمه‌هادي تبديل کنند. بزرگترين چالش در اين مسير، اصلاح شيميايي گرافن است.


منوکسيد گرافن داراي ويژگي‌هايي است که توليد انبوه آن را ساده‌تر از گرافن مي‌کند، علاوه‌ بر اين منوکسيد گرافن همانند سيليکون يک نيمه‌هادي است. بنابراين مي‌توان گفت که هر سه ويژگي رسانايي، عايق بودن و نيمه‌هادي بودن، در اين خانواده کربن يافت مي‌شود. بنابراين امکان استفاده از آن در صنعت الکترونيک وجود دارد.


منوکسيد گرافن در حالي ساخته شده که اين گروه تحقيقاتي در حال کار بر روي مواد هيبريدي مهندسي شده بودند. آنها قصد داشتند تا نانوذرات را روي نانولوله کربني قرار دهند. گروه تحقيقاتي چن تصميم داشت تا از اين ماده براي توليد حسگرهاي ارزان با کارايي و عملکرد بالا استفاده کند.


براي تصويربرداري از اين ماده هيبريدي آنها از HRTEM استفاده کردند، اما براي مطالعه اين که چه اتفاقي مي‌افتد، بايد معلوم مي‌شد که کدام مولکول به سطح اکسيد قلع مي‌چسبد. براي اين کار روش تصويربرداري مادون قرمز پيشنهاد شد که قابليت تعيين گروه‌هاي شيميايي را در ماده دارد. از آنجايي که لازم بود تا سايت‌هاي درون نانولوله نيز بررسي شود، نانولوله از هم باز شد و به‌ صورت ورق گرافني درآمد. اين کار آنها را تشويق به توليد گرافن از اکسيد گرافن کرد که به‌ سادگي قابل انبوه سازي است.


در يکي از آزمايش‌ها اين گروه تحقيقاتي اکسيد گرافن را گرم کردند تا اکسيژن آن احياء شود. محصولي که به‌ دست آمد، منوکسيد گرافن بود که در طبيعت وجود ندارد. اين چيزي نبود که آنها انتظار داشتند. اين گروه در دماهاي مختلف اين فرايند را تکرار کردند و با تصويربرداري و گرفتن الگوي پراش محصول به‌ دست آمده را آناليز کردند.


منوکسيد گرافن به‌ دست آمده مي‌تواند به‌ عنوان آند در باتري‌هاي يون ليتيوم مورد استفاده قرارگيرد. در حال حاضر محققان در حال مطالعه عواملي هستند که موجب تشکيل منوکسيدگرافن مي‌شود.


یکشنبه ۷ خرداد ۱۳۹۱